太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用

摘要：太陽(yáng)能是一種取之不竭、用之不盡的新型潔凈能源，在未來(lái)有著廣闊的前景，本文介紹了太陽(yáng)能的原理，太陽(yáng)能的歷史，太陽(yáng)能利用基本方式，并對(duì)太陽(yáng)能前景進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵字：太陽(yáng)能，利用方式，前景

引言：太陽(yáng)能（Solar），一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類(lèi)也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能的資源是風(fēng)能資源的100倍，這是取之不盡用之不竭的資源。太陽(yáng)能作為一種用之不竭又到處可取的無(wú)污染的清潔能源成為了人類(lèi)首選的可再生能源。

一 太陽(yáng)能的原理

現(xiàn)在，太陽(yáng)能的利用還不是很普及，利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，但是太陽(yáng)能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1369w/㎡。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2，地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡，相當(dāng)于有102000TW的能量，人類(lèi)依賴(lài)這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外），雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類(lèi)所利用的能源的一萬(wàn)多倍，但太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

　　盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

　　太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類(lèi)創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

二 太陽(yáng)能的利用方式

（1）光熱利用

它的基本原來(lái)是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同，而把太陽(yáng)能光熱利用分為低溫利用（＜200℃）、中溫利用（200～800℃）和高溫利用（＞800℃）。目前低溫利用主要有太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽(yáng)爐等。

（2）太陽(yáng)能發(fā)電

未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。目前已實(shí)用的主要有以下兩種。

①光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換。

②光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏打效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池。

（3）光化利用

　這是一種利 用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。

（4）光生物利用

　　通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

三 太陽(yáng)能的利用前景

目前人類(lèi)所消耗的能源的７０％來(lái)自煤、石油、天然氣等化石燃料，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，化石能源的大量使用給地球環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，使人類(lèi)生存空間受到了極大的威脅?？茖W(xué)家預(yù)言，盡管化石燃料能源未來(lái)仍將占有相當(dāng)大比重，但其一統(tǒng)天下的局面將逐漸結(jié)束（地球上２億年形成的化石燃料，大體只夠人類(lèi)使用３００余年），可再生的清潔能源可望撐起未來(lái)世界能源供給的半壁江山。

科學(xué)家們公認(rèn)，太陽(yáng)能是未來(lái)人類(lèi)最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源。一旦太陽(yáng)能在全世界范圍內(nèi)得到廣泛的利用，就能降低因使用化石能源所造成的環(huán)境污染，大大的改善環(huán)境。資料顯示：太陽(yáng)每分鐘射向地球的能量相當(dāng)于人類(lèi)一年所耗用的能量。目前太陽(yáng)能利用轉(zhuǎn)化率約為１０％～１２％。據(jù)此推算，到２０２０年全世界能源消費(fèi)總量大約需要２５萬(wàn)億立升原油，如果用太陽(yáng)能替代，只需要約９７萬(wàn)公里的一塊吸太陽(yáng)能的“光板”就可實(shí)現(xiàn)。“宇宙發(fā)電計(jì)劃”在理論上是完全可行的。

科學(xué)家預(yù)言：未來(lái)大規(guī)模的太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用，有可能開(kāi)辟新能源領(lǐng)域，從而將人類(lèi)帶出傳統(tǒng)的燃火時(shí)代。

隨著科學(xué)的發(fā)展，我們認(rèn)為太陽(yáng)能不僅可作太陽(yáng)能熱水器，作太陽(yáng)燈，可利用太陽(yáng)能來(lái)建立太陽(yáng)能發(fā)電站等等。我們想太陽(yáng)能還可汽車(chē)的能源，可作飛機(jī)的能源，許多的與生活有關(guān)的能源我們都可首先考慮太陽(yáng)能，真正讓我們的世界成為一個(gè)無(wú)污染的世界，成為一個(gè)清潔、碧樹(shù)綠草、開(kāi)滿(mǎn)鮮花的樂(lè)園。我們期待這一天的來(lái)到來(lái)。

四 結(jié)論

當(dāng)今世界面臨傳統(tǒng)能源的儲(chǔ)備危機(jī)。以及燃燒由此產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成了全世界人民共同關(guān)注的兩個(gè)涉及人類(lèi)的生存和發(fā)展的世界性問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)一種儲(chǔ)備大、能供人類(lèi)長(zhǎng)期使用而且燃燒無(wú)污染的新環(huán)保能源自然而然也就成了目前最迫切需要解決的問(wèn)題了。太陽(yáng)能作為一種新型能源，其使用價(jià)值越來(lái)越為人們所重視，它無(wú)限的儲(chǔ)備量以及環(huán)保、無(wú)污染的特點(diǎn)，堪稱(chēng)是新型能源的典范，是一種具有無(wú)限發(fā)展前景的能源。

五 參考文獻(xiàn)：

[1]朱國(guó)才;;我國(guó)能源及新能源利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[A];2005年中國(guó)鎂鹽生產(chǎn)節(jié)能降耗、利用新能源高峰研討會(huì)論文集[C];2005年

[2] 李建海;太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展[J];蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào);2003年03期

[3] 王炳忠,張富國(guó),李立賢;我國(guó)的太陽(yáng)能資源及其計(jì)算[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1980年01期

愛(ài)華網(wǎng)本文地址 » http://www.klfzs.com/a/25101015/246501.html