利用太阳光补充“能源”

2019-09-05 15:14    浏览数:
据记载,人类使用太阳能将近3000年。但使用太阳能作为能源和电力只有300多年的历史。将太阳能真正用作“最近需要的补充能源”和“未来能源结构的基础”是最近的事情。自20世纪70年代以来,太阳能技术实现了跨越式发展,太阳能利用日新月异。现代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师发明世界上第一台太阳能发动机算起。本发明是一种利用太阳能加热空气以膨胀并用于泵送水的机器。在1615至1900年间,世界开发了几个太阳能发电厂和一些其他太阳能设备。几乎所有这些动力装置都使用阳光来收集阳光。发动机功率不大。工作流体主要是水蒸气。价格昂贵,实用价值不高。其中大部分是由太阳能爱好者研究和制造的。

太阳能通常是指太阳光的辐射能。在太阳内部进行的从“氢”到“氦”的核反应不断释放出巨大的能量并不断向空间辐射能量。这种能量是太阳能。太阳内部的核聚变反应可持续数十亿至数百亿年。太阳射入太空的辐射功率为3.8×1023千瓦,其中10亿达到地球大气层。到达地球大气层的太阳能的30%被大气反射,23%被大气吸收,其余的到达地球表面,功率为8000亿千瓦,这意味着太阳的每秒能量相当于烧500万。吨煤释放的热量。大气层外每平方米面积每分钟收到的平均能量约为1,367瓦。广义上的太阳能是地球上许多能源的来源,例如风能,化学能和水的潜在能量。狭义的太阳能仅限于将太阳热能直接转换为光热,光电和光化学。


太阳能电池
 
太阳能发电有两种,一种是光热电转换方法,另一种是光电直接转换方法。
 
(1)光热电转换方法。通过利用太阳辐射产生的热能发电,太阳能集热器通常将吸收的热能转换为工作流体的蒸汽,然后驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程;后一种工艺是热电转换工艺,与普通火力发电相同。太阳能热发电的缺点是效率低且成本高。据估计,其投资比普通火力发电厂贵至少5至10倍。 1000兆瓦的太阳能热电站需要投资20亿至25亿美元,平均投资额为2,000至2,000美元至2,500美元。因此,它只能应用于小规模的特殊场合,大规模的利用在经济上是不经济的,不能与普通的火力发电厂或核电站竞争。
 
(2)光电直接转换方法。该方法利用光电效应将太阳辐射能直接转换为电能。用于光电转换的基本装置是太阳能电池。太阳能电池是由于光伏效应而将太阳能直接转换成电能的装置。它是半导体光电二极管。当太阳照射在光电二极管上时,光电二极管将太阳光转化为电能。当前。当许多电池串联或并联连接时,它们可以成为具有相对大输出功率的太阳能电池的正方形。太阳能电池是一种很有前途的新型电源,具有永久性,清洁性和灵活性三大优点:太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以长期使用;与火力发电,核能发电相比,太阳能电池不会造成环境污染;太阳能电池可以是大型和小型的,从大到中型发电厂到100万千瓦,再到只有一个家庭可用的太阳能电池,这是其他电源无法比拟的。