近半个世纪发生的几次世界性能源危机,给世人留下了痛苦的记忆。石油价格的上涨触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机。这几次石油危机给全球经济造成严重冲击。为了应付能源危机,世界各国都在极力开发新能源,尤其是可再生能源,以保证人类的能源需要。......
2024-05-08
五、太阳能
人类利用太阳能已有3000多年的历史,其中将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。20世纪70年代以来,人类对太阳能的重视提升到了前所未有的程度,太阳能被称为“常规能源的最佳替代品”、“未来能源结构的基础”。
(1)金色的能源
太阳能就如同太阳的光芒一样永恒而洁净。它资源丰富,每年到达地球表面的太阳辐射的能量为50亿千焦耳,相当于目前全世界能量消费的1.3万倍,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮藏量足够维持600亿年,而地球的寿命约为50亿年,从这个意义上讲,可以说太阳能是用之不竭的金色能源。
太阳能具有许多优点,是真正意义上的清洁能源。它能源丰富,无须运输,分布相对均匀,高效而且永不衰竭,同时还不产生或排放废弃物。对人类而言,太阳能是最理想的能源。它所具有的绝对清洁优势及它的永不衰竭正是人类梦寐以求的。
如果你担心利用太阳能会改变地球的热能平衡,那大可不必。因为人类对太阳能的转换和消耗是太阳辐射能转换为热能的一个固有的自然过程,热能又耗散在地球周围的空间。太阳能转换过程在人类所研究的太阳能开发利用方法中是“生态清洁的”。
太阳能
(2)太阳能发电之路(www.chuimin.cn)
人类对太阳能的利用主要有太阳能集热、太阳能暖房、太阳能发电、太阳能光化利用等方式,而其中又以太阳能发电发展最为迅速、前景广阔。太阳能发电最为普遍的形式是太阳能电池。随着技术的不断发展,国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。
然而即使太阳能电池成为主流的时候,人们还是应当把注意力集中到大规模使用太阳能的途径上来,通过大型集聚太阳能发电厂使用太阳热能。未来,这些发电厂主要建在沙漠里,它们提供批发电力,跟今天的城市一样,并通过高压电网将电力传输到城市和企业。另一种方案是到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。
太阳能住宅
(3)太阳能社会
太阳能完全可能会成为未来社会的第一主要能源。可以展望,在不久的将来,我们将生活在一个大规模使用太阳能的社会中,未来的社会将是太阳能的社会。
在这个太阳能社会里,你会看到一座又一座被太阳能接收板所包围、覆盖的建筑。所有的房屋都经过合理规划并符合新的建筑节能技术的要求,以实现太阳能的最大限度利用。或许到以后你连太阳能接收板都看不到,因为它们很可能就是砖瓦的表层,或者是一块草地、一片树林,甚至还有远在撒哈拉沙漠和地球外太空的大型太阳发电站为我们提供源源不断的能量。在太阳能社会里,家用电器基本上都是直接或间接地依靠太阳能来运行,太阳能热水器、太阳能空调、太阳能汽车等都会是最普及的太阳能产品。在这里人类将建造一个可以存储太阳能的装备系统,以便人们可以在晴天储存不能用完的能量,供雨天使用;在夏天将多余的能量通过存储器储存起来,在冬天来临之时同样可以享受太阳能带来的快乐。
太阳能社会拥有充足的能源,但节约也要成为这个社会的主流。虽然太阳能能量很大,但太阳每一天辐射到地球上的总能量是有限的,它同样也禁不起人类的挥霍。节约是每一个地球子民必须做到的,只有节约才是长久之计。
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2024-05-08
近年来,曾支撑20世纪人类文明高速发展的以石油、煤炭和天然气为主的化石能源出现了前所未有的危机,除其储藏量不断减少外,更严重的是科学研究发现,化石能源在使用后产生的CO2气体作为温室效应气体排放到大气中后,导致了全球变暖,引发了人们对未来社会发展动力来源的广泛关注和思考。预计,2020年达到128.89亿t油当量,2025年达到136.50亿t油当量,年均增长率为1.2%。中国是目前世界上第二能源生产国和消费国,能源资源总量比较丰富。......
2023-07-02
核电站已跻身电力工业行列,是利用原子核裂变反应放出的核能来发电的装置,通过核反应堆实现核能与热能的转换。核反应堆的种类,按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆。如果到那时,还不能脱离核裂变能利用的初级阶段,人类将可能面临新的能源危机。快堆的最显著的特点是直接靠核裂变产生的快速飞行的中子来维持链式裂变反应。......
2023-11-18
迄今为止,人们已研究了100多种不同材料、不同结构、不同用途和不同形式的太阳能电池,由于种类繁多,可以有多种分类方法。目前微晶硅和非晶硅的叠层太阳能电池转换效率已经达到14%。......
2023-07-02
下面以典型的晶体硅太阳能电池的结构为例,进一步说明太阳能电池的基本工作原理。简单地说,太阳光电的发电原理,是利用太阳能电池吸收0.4~1.1μm波长的太阳光,将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。在太阳光照射时,太阳能电池输出电压的极性以P型侧电极为正,N型侧电极为负。......
2023-07-02
太阳能电池新技术的开发已成为世界热门,近年来取得了可喜成果。广岛大学和日本中国电力公司共同研制了超高效率太阳能电池元件。这种太阳能电池呈平面形状,易降低生产成本。在日本建筑综合试验所进行各种性能试验,结果认为,这种与建筑材料一体型太阳能电池作为建筑材料是相当实用的。使用建材一体型太阳能电池时,必须控制其屋顶的温度上升。这种被誉为“三明治式”的太阳能电池板是根据植物进行光合作用的原理研制成的。......
2023-11-18
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