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能源知识太阳能概述 - 豆丁网bb电子
bb电子bb电子bb电子太阳能概述太阳能概述太阳能是由太阳内部热核反应所释放出的光能、热能及辐射能量。它每年辐射到地球上的能量达1813亿吨标准煤,相当于全世界年需要能量总和的5000倍,是地球上最大的能源。太阳能太阳能其中我国陆地面积每年接收其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于的太阳辐射能相当于2.4x102.4x1044亿吨亿吨标煤。按照目前太阳质量消耗速标煤。按照目前太阳质量消耗速率计,太阳内部的热核反应足以率计,太阳内部的热核反应足以维持维持6x106x101010年,相对于人类发展年,相对于人类发展历史的有限年代而言,可以说是历史的有限年代而言,可以说是““取之不尽、用之不竭取之不尽、用之不竭””的能源。的能源。地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量(单位为千卡丰度一般以全年总辐射量(单位为千卡//厘米厘米22年或千瓦年或千瓦//厘米厘米22年)和全年日照总时数表年)和全年日照总时数表示。就全球而言,美国西南部、非洲、澳大示。就全球而言,美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大,为世界太阳能资源最量或日照总时数最大,为世界太阳能资源最丰富地区。丰富地区。我国太阳能资源我国太阳能资源我国属太阳能资源丰富的国家之一,辐射总我国属太阳能资源丰富的国家之一,辐射总量在3.3x103.3x1033~~8.4x108.4x106622年之间。全国年之间。全国总面积总面积2/32/3以上地区年日照时数大于以上地区年日照时数大于20002000小时。小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高,古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高,属世界太阳能资源丰富地区之一;四川盆地、属世界太阳能资源丰富地区之一;四川盆地、两湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区;两湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区;我国东部、南部、及东北为资源中等区。我国东部、南部、及东北为资源中等区。其中,青藏高原地区海拔高、空气稀薄、其中,青藏高原地区海拔高、空气稀薄、太阳辐射强,加之晴天多,年日照时数在太阳辐射强,加之晴天多,年日照时数在30003000小时以上,太阳能资源最为丰富。拉小时以上,太阳能资源最为丰富。素有萨素有““日光城日光城””之说,其日照时数比东之说,其日照时数比东部纬度相近的九江、重庆等地多部纬度相近的九江、重庆等地多30%30%一一100%100%。。太阳能的利用太阳能的利用对太阳能的利用,中国是世界上最早对太阳能的利用,中国是世界上最早的国家之一。远在的国家之一。远在30003000多年前的西周时代多年前的西周时代(公元前(公元前1111世纪),就已有了世纪),就已有了““阳燧取火阳燧取火””技术的记载,所谓技术的记载,所谓““阳隧阳隧””,就是形似凹,就是形似凹面镜的金属圆盘,对着太阳聚光,在聚光面镜的金属圆盘,对着太阳聚光,在聚光点点燃艾绒等易燃物,取得火种。这是一点点燃艾绒等易燃物,取得火种。这是一种最古老的太阳能聚光器。种最古老的太阳能聚光器。太阳能的利用太阳能的利用19901990年第年第1111届亚运会火炬的火种,就是届亚运会火炬的火种,就是于于88月月77日下午,在距市以北日下午,在距市以北100100多公里的念青唐古拉峰下,由1515岁的藏族少岁的藏族少女达娃央宗用木柴从抛物面聚光太阳灶女达娃央宗用木柴从抛物面聚光太阳灶上获得的。原理与古代阳燧差不多bb电子,唯上获得的。原理与古代阳燧差不多,唯聚光所用的材料有较大的差别。阳燧取聚光所用的材料有较大的差别。阳燧取火技术在世界太阳能利用科学史上占有火技术在世界太阳能利用科学史上占有重要的地位。重要的地位。太阳能的利用太阳能的利用国外认为阿基米德是利用太阳能最早的国外认为阿基米德是利用太阳能最早的人之一。约在公元前人之一。约在公元前215215~~210210年间,古罗马年间,古罗马帝国的舰队侵占了西西里岛,派了一支舰队帝国的舰队侵占了西西里岛,派了一支舰队攻打希库扎港,著名的学者阿基米德,为了攻打希库扎港,著名的学者阿基米德,为了保卫家乡,他让每个士兵用擦亮的铜盾,排保卫家乡,他让每个士兵用擦亮的铜盾,排列在城堡上,把太阳光聚集反射到入侵的罗列在城堡上,把太阳光聚集反射到入侵的罗马舰船上,结果使舰船起火,敌人仓惶逃跑。马舰船上,结果使舰船起火,敌人仓惶逃跑bb电子。太阳能的利用太阳能的利用可惜无法考证,人们认为是一种可惜无法考证,人们认为是一种传说。然而在传说。然而在19731973年,希腊的一位年,希腊的一位科学家萨克斯博士,雇了科学家萨克斯博士,雇了5050多名水多名水手,各持一块长方形铜镜,聚焦一手,各持一块长方形铜镜,聚焦一只木船,结果木船起火。此可证明只木船,结果木船起火。此可证明阿基米德用铜盾烧敌舰是可能的。阿基米德用铜盾烧敌舰是可能的。美国麻省理工學院的一群師生制作了一个美国麻省理工學院的一群師生制作了一个船头模型船头模型,,准备了准备了127127面镜子面镜子,,他们准备模拟他们准备模拟一次一次死光死光实验实验..太阳能利用太阳能利用以上说明太阳能利用技术古已存在。以上说明太阳能利用技术古已存在。但人类自觉地把太阳能作为一种能源但人类自觉地把太阳能作为一种能源利用,还是起于利用,还是起于16151615年。法国考克斯年。法国考克斯是世界上第一个把太阳能转化为机械是世界上第一个把太阳能转化为机械能的人。从此,太阳能利用进入了一能的人。从此,太阳能利用进入了一个新的历史时期个新的历史时期利用太阳能主要形式利用太阳能主要形式人类直接利用太阳能有三大技术领域,即人类直接利用太阳能有三大技术领域,即光热转换、光电转换和光化学转换,此外,光热转换、光电转换和光化学转换,此外,还有储能技术。还有储能技术。太阳光热转换技术的产品最多。例如热水太阳光热转换技术的产品最多。例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室器、开水器、干燥器、采暖和制冷能源知识、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器光热转换光热转换即利用太阳辐射能加热集热器即利用太阳辐射能加热集热器,,把吸收的把吸收的热能直接加以利用热能直接加以利用。。如果集热器匹配不同如果集热器匹配不同用途也就有不同名称用途也就有不同名称,,如太阳能热水器如太阳能热水器、、太阳灶太阳灶、、太阳能干燥器 太阳能干燥器、、太阳房 太阳房、、太阳能 太阳能 温室 温室、、太阳能空调等 太阳能空调等。。 太阳能热利用 太阳能热利用 热水器 热水器 第一代为闷晒式热水器。这是集热与贮第一代为闷晒式热水器。这是集热与贮 热与贮热合二为一的整体热水器,一般 热与贮热合二为一的整体热水器,一般 由二至三个涂黑的圆管构成,由黑色涂 由二至三个涂黑的圆管构成,由黑色涂 层吸收热能把水加热,优点是结构简单、 层吸收热能把水加热,优点是结构简单、 造价较低;缺点是散热快,热水不能过 造价较低;缺点是散热快,热水不能过 夜使用,在冬季及阴雨天也不能使用, 夜使用,在冬季及阴雨天也不能使用, 这种产品只在某些边远农村才使用,现 这种产品只在某些边远农村才使用,现 已基本被淘汰。 已基本被淘汰。 太阳能热利用 太阳能热利用 热水器 热水器 2代为平板式太阳代为平板式太阳 能热水器。它由平 能热水器。它由平 板集热水箱组成, 板集热水箱组成, 一般采用自然循环 一般采用自然循环 运行方式。平板信 运行方式。平板信 热器由吸热体、透 热器由吸热体、透 明盖层、背部与侧 明盖层、背部与侧 面保温层和框架构 面保温层和框架构 太阳能热利用太阳能热利用 热水器 热水器 第三代为真空管第三代为真空管 热水器。它由多支 热水器。它由多支 玻璃真空集热管直 玻璃真空集热管直 接插入水箱构成, 接插入水箱构成, 一般采用自然对流 一般采用自然对流 换热。每支真空集 换热。每支真空集 热管与水箱孔间放 热管与水箱孔间放 置硅橡胶制成的密 置硅橡胶制成的密 太阳能工程产品太阳能工程产品 如何如何能够找到 能够找到 一种清洁、廉价 一种清洁、廉价 又方便实用的能 又方便实用的能 源来替代这些被 源来替代这些被 取缔的锅炉是政 取缔的锅炉是政 府和人们都在思 府和人们都在思 考的一个问题。 考的一个问题。 太阳能的出现解 太阳能的出现解 决了这个难题。 决了这个难题。 光电转换 光电转换 太阳光电转换太阳光电转换,,主要是各种规格类型的太 主要是各种规格类型的太 阳电池板和供电系统 阳电池板和供电系统。。 太阳电池是把太阳光直接转换成电能的太阳电池是把太阳光直接转换成电能的 一种器件 一种器件。。 太阳电池的光电效率约10-14%,太阳电池的光电效率约10-14%, 其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶 其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶 硅。国内产品(指光电装置全部费用)价 硅。国内产品(指光电装置全部费用)价 格约60-80元/峰瓦。 格约60-80元/峰瓦。 太阳能化学转换 太阳能化学转换 太阳电池的应用范围很广太阳电池的应用范围很广。。例如人造卫星 例如人造卫星、、 无人气象站 无人气象站、、通讯站 通讯站、、电视中继站 电视中继站、、太阳 太阳 电围杆、、黑光灯黑光灯、、航标灯 航标灯、、铁路信号 铁路信号 太阳能化学转换包括:光合作用太阳能化学转换包括:光合作用、、光电化 光电化 学作用 学作用、、光敏化学作用及光分解反应 光敏化学作用及光分解反应,,目目 前该技术领域尚处在实验研究阶段 前该技术领域尚处在实验研究阶段。。 我国的开发现状和前景 我国的开发现状和前景 中国能源研究会理事长黄毅诚近日提出,中国能源研究会理事长黄毅诚近日提出, 应加速开发无污染、可再生的太阳能资 应加速开发无污染、可再生的太阳能资 源,力争到2020年建成500万千 源,力争到2020年建成500万千 瓦的太阳能发电容量,使太阳能成为我 瓦的太阳能发电容量,使太阳能成为我 国最大的可再生能源。 国最大的可再生能源。 北京太阳能研究所研究员赵玉文用北京太阳能研究所研究员赵玉文用““近近 有实效,前有远景 有实效,前有远景””来形容太阳能资源 来形容太阳能资源 在我国的开发现状和前景。 在我国的开发现状和前景。 我国的开发现状 我国的开发现状 我国目前具有1.5万千瓦的太阳能发电容量,我国目前具有1.5万千瓦的太阳能发电容量, 虽然光电成本仍然高于煤电,但在边远地区, 虽然光电成本仍然高于煤电,但在边远地区, 与拉设电网相比,小型太阳能发电设施仍然相 与拉设电网相比,小型太阳能发电设施仍然相 对便宜适用,在西藏地区已经有7个县靠太阳 对便宜适用,在西藏地区已经有7个县靠太阳 能解决了用电困难。另外,太阳能热水器已经 能解决了用电困难。另外,太阳能热水器已经 成为国内太阳能利用中应用最为广泛、产业化 成为国内太阳能利用中应用最为广泛、产业化 发展最迅速的领域,1998年我国的热水器 发展最迅速的领域,1998年我国的热水器 产量就已占据世界第一位,去年这个产业的总 产量就已占据世界第一位,去年这个产业的总 销售额达到35亿元。 销售额达到35亿元。 我国的开发前景 我国的开发前景 随着当前世界光电技术及其应用材料的飞随着当前世界光电技术及其应用材料的飞
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