太阳能的利用方式有哪些?
太阳能可以用来发电,从而转化为各种能源。
太阳能(solar energy),是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。
太阳能是一种清洁的巨大可再生能源,就目前来看,太阳能利用途径主要有以下几种:
(1)直接利用太阳光照射,直接获取太阳光的热量,使水分蒸发。比如晒粮食、盐田制盐、晒衣物等。这是最古老、最直接、也是最简单的太阳能利用方法。
(2)光合作用,也就是太阳能的生物转化,通过植物的光合作用把太阳光转化成生物质能储存起来。光合作用是太阳能进入生物系统的渠道。地球上每个绿叶都可以作为一个太阳能集热器,它的面积远远超过其他形式的太阳能集热器面积。目前,许多国家和地区都在用这个办法生产绿色燃料。具体办法就是在不适合种植粮食作物的荒山、荒滩种植绿色植物,然后将收获回来的绿色植物进行生物或化学处理,就可以得到固体或液体燃料。比如我国南方种植的麻风树,可以用来制作生物柴油;木薯和甜高粱可以用来提取燃料乙醇。
(3)通过光热转换,把太阳光转换成热能加以利用。这种方法是利用集热器得到100℃以下的低温热源和1000~4000℃的高温热源。目前这种方法应用比较普遍,比如我们生活中用的太阳能热水器、太阳灶、太阳房,空调、机械能输出、室内采暖、太阳能热发电等。一种是把太阳辐射能转换为热能,即“太阳热发电”。太阳能热发电可分为两种方法:一是采取办法把太阳光折射并集中加热,转换成为高温水蒸气,通过蒸汽涡轮机转化为电;二是可以采用抛物面形的聚光镜将太阳热集中,使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高,将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大。太阳热发电,以色列是全世界技术最为先进的国家。在工农业上的应用有太阳能干燥、太阳能冶炼、太阳能水泵等。此外,海水淡化方面也可以用到太阳能。
(4)进行光电转换,把太阳光转换成电能加以利用。光电转换是利用太阳能的一个重要方法,至今仅有几十年的历史。光电转换就是通过光电器件将太阳光直接转化为电能,目前常用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅光伏发电等,它的核心就是太阳能电池。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。目前太阳能电池只是作为小功率的特殊电源,应用在边远地区和电网难以覆盖的地区。
太阳能的利用目前还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。
人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
建设太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出,但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。日本可谓此项目的先驱者之一,该项目预计耗资210亿美金,发电量能达到十亿瓦特,能供29.4万个家庭使用。在太空建太阳能发电站,无论气候如何,均可利用太阳能发电,这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。
扩展资料:
太阳能发电优势与缺点:
太阳能光伏发电具有许多独有的优点:
1、太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,而且太阳能光伏发电是安全可靠的,不会受到能源危机和燃料市场不稳定因素的影响;
2、太阳光普照大地,太阳能是随处可得的,太阳能光伏发电对于偏远无电地区尤其适用,而且会降低长距离电网的建设和输电线路上的电能损失;
3、太阳能的产生不需要燃料,使得运行成本大大降低;
4、除了跟踪式外,太阳能光伏发电没有运动部件,因此不易损毁,安装相对容易,维护简单;
5、太阳能光伏发电不会产生任何废弃物,并且不会产生噪音、温室及有毒气体,是很理想的洁净能源。安装1KW光伏发电系统,每年可少排放CO2600~2300kg,NOx16kg,SOx9kg及其他微粒0.6kg;
6、可以有效利用建筑物的屋顶和墙壁,不需要占用大量土地,而且太阳能发电板可以直接吸收太阳能,进而降低墙壁和屋顶的温度,减少室内空调的负荷;
7、太阳能光伏发电系统的建设周期短,而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活,发电系统的能量回收周期短;
8、不受资源分布地域的限制;可在用电处就近发电。
任何事物都有其两面性,太阳能光伏发电虽然具有上述的诸多优点,但是也有其缺点:
1、地理分布、季节变化、昼夜交替会严重影响其发电量,当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小,这就会影响用电设备的正常使用;
2、能量的密度低,当大规模使用的时候,占用的面积会比较大,而且会受到太阳辐射强度的影响;
3、光伏系统的造价还比较高,系统成本40000~60000元/kW,初始投资高严重制约了其广泛应用;
4、年发电时数较低,平均1300 h;
5、精准预测系统发电量比较困难。
参考资料来源:百度百科-太阳能发电
参考资料来源:百度百科-太阳能
20世纪50年代,太阳能利用领域出现了两项重大技术突破:一是1954年美国贝尔实验室研制出6%的实用型单晶硅电池;二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术的突破,为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
7O年代以来,鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加,世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年,美国制定了政府级的阳光发电计划,198O年又正式将光伏发电列入公共电力规划,累计投入达8亿多美元。1992年,美国政府颁布了新的光伏发电计划,制定了宏伟的发展目标。日本在 7O年代制定了“阳光计划”,1993年将“月光计划”(节能计划)、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议,讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约,设立国际太阳能基金等,推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动,成为各国制订可持续发展战略的重要内容。
自“六五”计划以来,我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划,大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。
20多年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
太阳能(solar energy),是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。
技术原理:
太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。
以上内容参考:百度百科—— 太阳能