1樓:匿名使用者
太陽能的利用見**http://www.stcsm.
太陽能的好處:
1.普遍性。
太陽光照射的面積散佈在地球大部分角落,僅差入射角不同而造成的光能有異,但至少不會被少數國家或地區壟斷,造成無謂的能源危機。
2.永久性。
太陽的能量極其龐大,科學家計算出至少有六百萬年的期限,對於人類而言,這樣的時間可謂是無限。
3.無汙染性。
現今使用最多的礦物能源,其滋生的問題不外是廢物的處理,物體不滅,能源耗竭越多,產生汙染也相對增加,太陽能則無危險性及汙染性。在人類與自然和平共處的原則下,使用太陽能最不傷和氣,且若裝置使用得當,裝置成後所需費用極少,而每年至少可生十的十七次方千瓦的電力。
煤炭、石油等礦物燃料產生的有害氣體和廢渣,而使用太陽能時不會帶來汙染,不會排放出任何對環境不良影響的物質,是一種清潔的能源。當然,大量使用太陽能之後,由於太陽能的充分利用,結果會使環境的溫度稍微升高,但這種溫升,不致對環境造成不良影響。
4.太陽能是人類可以利用的最豐富的能源。
據估計,在過去漫長的十一億年當中,太陽只消耗了它本身能量的2%,今後數十億年太陽也不會發生明顯的變化,所以太陽可以作為人類永久性的能源,取之不盡、用之不竭。它給地面照射15分鐘的能量,就足夠全世界使用一年。
5.太陽能安全可性。
核能發電會有核洩漏的危險,一旦核洩漏了便會造成極大的生態危機,而太陽能絕對沒有這種情況,是十分可靠的。
不利:1.穩定性差。
太陽能受氣候、晝夜的影響很大,到達極不恆定。因此必須有貯存裝置,這不僅增加了技術上的困難,也使造價增加。目前雖然已經制成多種貯存系統,但總是不夠理想,具體應用也有一定困難。
2.裝置成本過高。
雖然到達整個地面太陽能非常巨大,但這種能量非常分散,作為能源,它的密度太低了。因此,太陽能的利用裝置必須具有相當大的面積,才能收集到足夠的功率。但是,面積大,造價就會高。
只有當採集能量裝置表面的單位造價相當便宜時,才能經濟合算的使用這太陽能利用器。
3.有人針對太陽能的汙染問題提出「目視汙染」,意即龐大的太陽能收集器造成視覺上的汙染,有此一說。
太陽能有哪些利用方式??
2樓:戰歌
太陽能有4類利用方式:
1、光熱利用
它的基本原來是將太陽輻射能收集起來,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同,而把太陽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能熱水器、太陽能乾燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等。
2、太陽能發電
未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。目前已實用的主要有以下兩種。
光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽,然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。
前一過程為光—熱轉換,後一過程為熱—電轉換。
光—電轉換。其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。
3、光化利用
這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。
4、光生物利用
通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。
太陽能太陽能(solar energy),是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。
自地球上生命誕生以來,就主要以太陽提供的熱輻射能生存,而自古人類也懂得以陽光晒乾物件,並作為製作食物的方法,如製鹽和晒鹹魚等。在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,太陽能發電是一種新興的可再生能源。
廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。
參考資料
3樓:匿名使用者
太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉換成熱能,其吸收效能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比,吸收太陽輻射的效能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料製成,簡稱為選擇性塗層。
它是在本世紀40年代提出的,2023年達到實用要求,70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用,目前已研製成上百種選擇性塗層。我國自70年代開始研製選擇性塗層,取得了許多成果,並在太陽集熱器上廣泛使用,效果十分顯著。
太陽能-電能轉換
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重要技術基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等。這裡重點介紹光電直接轉換器件--太陽電池。
世界上,2023年出現有關矽太陽電池報道,2023年研製成效率達6%的單晶矽太陽電池,2023年太陽電池應用於衛星供電。在70年代以前,由於太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間。70年代以後,對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規模逐漸擴大,但從大規模利用太陽能而言,與常規發電相比,成本仍然大高。
目前,世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶矽電池24%(4cm2),多晶矽電池18.6%(4cm2), ingap/gaas雙結電池30.28%(am1),非晶矽電池14.5%(初始)、12.8(穩定),碲化鎘電池15.8%, 矽帶電池14.6%,二氧化鈦有機奈米電池10.96%。
我國於2023年開始太陽電池的研究,40多年來取得不少成果。目前,我國太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶矽電池20.4%(2cm×2cm),多晶矽電池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm),gaas電池 20.1%(lcm×cm),gaas/ge電池19.5%(am0),culnse電池9%(lcm×1cm),多晶矽薄膜電池13.6% (lcm×1cm,非活性矽襯底),非晶矽電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm), 二氧化鈦奈米有機電池10%(1cm×1cm)。
太陽能-氫能轉換
氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能,即太陽能制氫,其主要方法如下:
1、太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高(75%-85%),但耗電大,用常規電制氫,從能量利用而言得不償失。所以,只有當太陽能發電的成本大幅度下降後,才能實現大規模電解水制氫。
2、太陽能熱分解水制氫。將水或水蒸汽加熱到3000k以上,水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度,一般不採用這種方法制氫。
3、太陽能熱化學迴圈制氫。為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫,發展了一種熱化學迴圈制氫方法,即在水中加入一種或幾種中間物,然後加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可迴圈使用。熱化學迴圈分解的溫度大致為900-1200k,這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度,其分解水的效率在17.5%-75.5%。
存在的主要問題是中間物的還原,即使按99.9%-99. 99%還原,也還要作 0.1%-0.01%的補充,這將影響氫的**,並造成環境汙染。
4、太陽能光化學分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學迴圈制氫有相似之處,在水中新增某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長 波光能的吸收,利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性,設計了一套包括光化學、熱電反應的綜 合制氫流程,每小時可產氫97升,效率達10%左右。
5、太陽能光電化學電池分解水制氫。2023年,日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極,而以鉑黑作陰極,製成太陽能光電化學電池,在太陽光照射下,陰極產生氫氣,陽極產生氧氣,兩電極用導線連線便有電流通過,即光電化學電池在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、製氧和獲得電能。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視, 認為是太陽能技術上的一次突破。
但是,光電化學電池制氫效率很低,僅0.4%,只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光,且電極易受腐蝕,效能不穩定,所以至今尚未達到實用要求。
6、太陽光絡合催化分解水制氫。從2023年以來,科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力,並從絡合催化電荷轉移反應,提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑,它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電荷轉移和集結,並通過一系列偶聯過程,最終使水分解為氫和氧。
絡合催化分解水制氫尚不成熟,研究工作正在繼續進行。
7、生物光合作用制氫。40多年前發現綠藻在無氧條件下,經太陽光照射可以放出氫氣;十多年前又發現,蘭綠藻等許多藻類在無氧環境中適應一段時間,在一定條件下都有光合放氫作用。目前,由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,要實現工程化產氫還有相當大的距離。
據估計,如藻類光合作用產氫效率提高到10%,則每天每平方米藻類可產氫9克分子,用5萬平方公里接受的太陽能,通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。
太陽能-生物質能轉換
通過植物的光合作用,太陽能把二氧化碳和水合成有機物(生物質能)並放出氧氣。光合作用是地球上最大規模轉換太陽能的過程,現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能,目前,光合作用機理尚不完全清楚,能量轉換效率一般只有百分之幾,今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。
太陽能-機械能轉換
20世紀初,**物理學家實驗證明光具有壓力。20年代,前蘇聯物理學家提出,利用在宇宙空間中巨大的太陽帆,在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進,將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計,在未來10~20年內,太陽帆設想可以實現。
通常,太陽能轉換為機械能,需要通過中間過程進行間接轉換。
對太陽能的利用有什麼體會,人們對太陽能的利用有哪些
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