太陽能及其利用

劉慶賀

太陽能，是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光。太陽能作為一種新型能源，它具有無限的儲(chǔ)備量。以及環(huán)保、無污染的特點(diǎn)，是一種具有無限發(fā)展前景的新能源。其使用價(jià)值越來越為人們所重視。下面。有請(qǐng)劉老師為我們講一些有關(guān)太陽能的知識(shí)。

一、太陽能是地球上大部分能量的來源

太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷地發(fā)生核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的能量。通過輻射的方式向四面八方發(fā)射出去的巨大的太陽能，經(jīng)過遙遠(yuǎn)的路途到達(dá)地球。從太陽發(fā)射出來的總能量中僅有大約二十二億分之一能夠到達(dá)地球大氣的上界，再經(jīng)過大氣層的反射和吸收。到達(dá)地面的太陽能只有地球大氣上界的5%-6%。然而，就是這5%-6%的能量，比目前全世界每年所用的各種能源的總和還大得多。

太陽能除可直接利用它的光和熱外，它還是地球上多種能源的主要源泉。比如說，各種植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)儲(chǔ)存下來，這部分能量為人類和動(dòng)物界的生存提供了能源；煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的；此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的?？梢哉f，地球上除核能、地?zé)崮芎统毕芤酝獾乃心芰繋缀醵紒碓从谔枴?/p>

二、太陽能的利用方式

人類利用太陽能主要有三個(gè)途徑：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換。

1.光熱轉(zhuǎn)換。光熱轉(zhuǎn)換即靠各種集熱器把太陽能收集起來，用它來加熱物體，獲得內(nèi)能。早期最廣泛的太陽能應(yīng)用是將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬個(gè)太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統(tǒng)主要包括收集器、儲(chǔ)存裝置和循環(huán)管路三部分。

2.光電轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換即將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。目前，太陽能用于發(fā)電的途徑有兩個(gè)：一是熱發(fā)電，就是先用聚熱器把太陽能變成內(nèi)能，再通過汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；二是光發(fā)電，就是利用太陽能電池的光電效應(yīng)，將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，它的基本裝置是太陽能電池。目前，太陽能電池的成本還較高。要達(dá)到足夠的功率。需要相當(dāng)大的面積放置電池。

3.光化轉(zhuǎn)換。光化轉(zhuǎn)換即先將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能。再轉(zhuǎn)換為電能等其他能量。我們知道，植物靠葉綠素把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)自身的生長與繁衍。若能揭示光化轉(zhuǎn)換的奧秘，便可實(shí)現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電。目前，太陽能光化轉(zhuǎn)換正在積極探索、研究中。

三、太陽能的應(yīng)用實(shí)例

目前，太陽能的應(yīng)用主要有以下幾種：太陽能熱水器（圖1）、太陽能充電器（圖2）、太陽能路燈（圖3）、太陽能空調(diào)（圖4）、家庭太陽能發(fā)電系統(tǒng)（圖5）、太陽能飛機(jī)（圖6）等。