太阳能的应用

太阳能的应用-能动1302摘要.太阳能的定义太阳能光热利用.太阳能光电利用太阳能发展前景太阳能的定义太阳能(solarenergy)，是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式)，主要表现就是常说的太阳光线。。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。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102,000TW的能量。太阳能在地球上的转换太阳能的光热利用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。而现代最主要的太阳能光热转换是太阳能热水器和太阳能取暖器。太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。热管式真空管太阳能热水器采用玻璃与金属封接技术，使管内不走水，并处于完全真空状态，依靠管内的铜铝复合条带与热水器的水箱相连接，从而达到热能传导的目的。热管式真空管是我国自己开发成功的一种金属吸热体真空管，于上世纪90年代中期投入市场。热管式真空管综合应用了真空技术、热管技术、玻璃-金属封接技术和磁控溅射涂层技术，不仅使太阳能集热器能够全年运行，而且提高了工作温度、承压能力和系统可靠性，使太阳能热利用进入中高温领域。太阳能温室太阳能温室是利用太阳的能量，来提高塑料大棚内或玻璃房内的室内温度，以满足植物生长对温度的要求，如果室内安装储热装置，这部分多余的热量就可以储存起来了。太阳能温室对养殖业（包括家禽、家畜、水产等）同样具有很重要的意义，它不仅能缩短生长期，对提高繁殖率、降低死亡率都有明显的效果。因此，太阳能温室已成为中国农、牧、渔业现代化发展不可缺少的技术装备。太阳能光电利用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。只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，photo

光线，voltaics

电力，缩写为PV)，简称光伏。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。硅太阳能电池硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是:光子能量转换成电能的过程。太阳能发展前景当前太阳能发电的成本较高，大约是生物质发电（沼气发电）的7～12倍，风能发电的6～10倍。但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势，从长远前景来看，太阳能发电是最具潜力的战略替代发电技术。家用太阳能发电系统是太阳能发展的前景之一。

家用发电系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。我国陆地表面每年接受太阳辐射能相当于约49000亿吨标准煤，全国三分之二的国土面积年日照在2200小时以上，年太阳辐射量超过5000兆焦耳每平方米（相当于170千克标准煤每平方米），丰富的太阳能资源，是中华民族赖以生存、永续繁衍的最宝贵的资源。我国太阳能资源分布图太阳能利用潜力巨大太阳能资源按日照时间和太阳能辐射量的大小，大致上可分为五类。甘肃省大部分地区属于一、二类地区，太阳辐射比较丰富，平均年日照时间在２３００—２７００小时。有专家测试，在相同水量和温度的前提下，兰州市夏季每天每平方米所接受的太阳热量相当于４千瓦时电转化的热量，冬季则大约相当于２千瓦时到３千瓦时电。中国太阳能分布及太阳能资源储量

我国西部太阳能的年总辐射约为140－200

Kcal/cm²

年，高于东部的80－160Kcal/cm²

年；我国东部、北部地区的年总辐射约为120－160

Kcal/cm²

年，高于南部地区的80－120

Kcal/cm²年；我国三分之二以上的地区的年日照时数达2000小时，年总辐射大于140Kcal/cm²，应用太阳能空调的前景很好。

特点：

1。太阳能资源最好的地区和最差的地区，都分布在北纬22°～35°区域内。尤其是青藏高原，是我国太阳能资源最理想的地区，年辐射量达180～200Kcal/cm2

year。而四川盆地由于处在南北两股暖冷气流交汇处，云雨天气多，形成太阳能资源的低值中心。

2。在北纬30°～40°之间，太阳能资源随纬度增加而增加。

3。北纬40°以上，太阳能资源自东向西逐渐增加。

4。新疆地区太阳能资源分布由东南向西北逐渐减少。

5。台湾地区太阳能资源由东北向西南逐渐增加，海南岛太阳能资源和台湾基本相当。高塔电站在美国西南部未来有可能出现一座太阳能发电用的高塔，就像一个巨大的烟囱，高达1千米，但并不释放有害浓烟气体，而是通过太阳能加热空气，并转换成为电能，属于太阳能的热能发电，可供20万户居民使用。月球电站日本拟于2035年建设一条沿月球赤道(长约11000km)的太阳能电池带，将电力转换成强大的微波和激光束射向地球，然后由地面接收站再转换为电能。将能满足全世界的用电需求。航天器上的太阳能利用装置结论