太陽能簡介

2020-11-24 中國天氣


太陽能資源豐富

太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強度為1367kw/m2。地球赤道的周長為40000km，從而可計算出，地球獲得的能量可達173,000TW。在海平面上的標準峰值強度為1kw/m2，地球表面某一點24h的年平均輻射強度為0.20kw/m2，相當於有102,000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地熱能資源除外）雖然太陽能資源總量相當於現在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源。儘管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為3.75×1026W）的22億分之一，但已高達173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤。下圖是地球上的能流圖。從圖上可以看出，地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來源於太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大，狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何汙染。但太陽能也有兩個主要缺點：一是能流密度低；二是其強度受各種因素（季節、地點、氣候等）的影響不能維持常量。這兩大缺點大大限制了太陽能的有效利用。

人類對太陽能的利用有著悠久的歷史。我國早在兩千多年前的戰國時期就知道利用鋼製四面鏡聚焦太陽光來點火；利用太陽能來乾燥農副產品。發展到現代，太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用，太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用等。

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