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太陽能的基本常識

國陸地表面每年接受的太陽能就相當于 1700 億噸標準煤，太陽能的總量很大。但十分分散，能流密度較低，達地面的太陽能每平方米只有 1000 瓦左右。同時，地面上太陽能還受季節(jié)、晝夜、氣候等影響，時陰時晴，時強時弱，具有不穩(wěn)定性。根據(jù)太陽能的特點，必需解決以下四個基本技術問題，才干有效地加以利用。

1 太陽能采集 2 太陽能轉換 3 太陽能貯存 4 太陽能輸運

經過最近 20 多年的努力，太陽能開發(fā)利用是當今國際上一大熱點。太陽能技術有了長足進步，太陽能利用領域已由生活熱水，建筑采暖等擴展到工農業(yè)生產許多部門，人們已經強烈意識到一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代 — 太陽能時代即將來到

太陽能利用的基本知識

1 太陽的基本結構

主要由氫和氦組成，太陽能是一個熾熱氣體構成的球體。其中氫占 80% 氦占 19%

2 太陽常數(shù)

地球大氣層以上垂直于太陽光線的平面上，太陽常數(shù)是指在太陽地球間平均距離外。單位面積，單位時間內的太陽輻射能的數(shù)值，該數(shù)值是個常數(shù)，一般取 1367 瓦 / 米 2 4920 千焦 / 米 2 時）

太陽光到達地面的輻射強度大大降低。 由于通過地球外大氣層吸收反射。

3 太陽輻射能和到達地球的太陽能

相當于每秒鐘燃燒 1.28 億噸標準煤所放出的能量。 整個太陽每秒鐘釋放出來的能量是無比巨大的高達 3.826 1033 爾格或 37.3 106 兆焦。

大約為 17 萬億千瓦，太陽輻射到達地球陸地表面的能量。僅占到達地球大氣外層外表總輻射量的 10% 即使這樣，也相當目前全世界一年內能源總消耗量的 3.5 萬倍。

4 國的太陽能資源

全國有 2/3 以上的地區(qū)，國太陽能資源十分豐富。年輻照總量大于 502 萬千焦 / 米 2 年日照時數(shù)在 2000 小時以上。

5 太陽能的特點

太陽能的優(yōu)點

與慣例能源相比有三大優(yōu)點： 太陽能作為一種新能源。

人類可以利用的最豐富的能源，第一。據(jù)估計，過去漫長的 11 億年中，太陽消耗了自身能量的 2% 可以說是取之不盡，用之不竭。

地球上，第二。無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發(fā)達的農村、海島和邊遠地區(qū)更具有利用的價值。

太陽能是一種潔凈的能源，第三。開發(fā)和利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態(tài)平衡。

太陽能的缺點

太陽能的利用有它缺點：

能流密度較低，第一。日照較好的地面上 1 平方米的面積所接受的能量只有 1 千瓦左右。往往需要相當大的采光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置地面積大，用料多，利息增加。

大氣影響較大，第二。給使用帶來不少困難。

如：單晶硅，太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的資料有許多種。多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程。 P 型晶體硅經過摻雜磷可得 N 型硅，形成 P N 結。

一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳送給了硅原子，當光線照射太陽能電池外表時。使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在 P N 結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路發(fā)生一定的輸出功率。這個過程的實質是光子能量轉換成電能的過程。

晶體硅太陽能電池的制作過程：

幾乎改變了一切，硅 ” 這個星球上儲藏最豐量的資料之一。自從 19 世紀科學家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導體特性后。甚至人類的思維。 20 世紀末，生活中處處可見 “ 硅 ” 身影和作用，晶體硅太陽能電池是近 15 年來形成產業(yè)化最快的生產過程大致可分為五個步驟： a 提純過程 b 拉棒過程 c 切片過程 d 制電池過程 e 封裝過程。

太陽能電池的應用：

科學家們就已經將太陽電池應用于空間技術 — 通信衛(wèi)星供電，上世紀 60 年代。上世紀末，人類不時自我反省的過程中，對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不只在空間應用，眾多領域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(tǒng)、光伏水泵（飲水或灌溉）通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速公路路標等。歐美等先進國家將光伏發(fā)電并入鄉(xiāng)村用電系統(tǒng)及遙遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結合已經形成產業(yè)化趨勢。

6 太陽能利用的技術領域

即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換，人類直接利用太陽能有三大技術領域。此外，還有儲能技術。

如熱水器、開水器、干燥器，太陽光熱轉換技術的產品很多。采暖和制冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。

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