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所在地 | 江蘇徐州睢寧縣沙集大顧村 |
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太陽(yáng)能(solar energy),是一種可再生能源。是指太陽(yáng)的熱輻射能(參見(jiàn)熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現(xiàn)就是常說(shuō)的太陽(yáng)光線。在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。
太陽(yáng)能是由太陽(yáng)內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出核能而產(chǎn)生的,來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。植物通過(guò)光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。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(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。
與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡(jiǎn)稱核能,俗稱原子能。它則來(lái)自于地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)的核裂變能資源,以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。目前核能大的用途是發(fā)電。此外,還可以用作其它類型的動(dòng)力源、熱源等。
太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1,369w/㎡。地球赤道周長(zhǎng)為40,076千米,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173,000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2,地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102,000TW的能量。
無(wú)害:開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境,它是清潔能源之一,在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天,這一點(diǎn)是極其寶貴的。:每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤,其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的大能源。
分散性:到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大,但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái),北回歸線附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度大,在垂直于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1,000W左右;若按全年日夜平均,則只有200W左右。而在冬季大致只有一半,陰天一般只有1/5左右,這樣的能流密度是很低的。因此,在利用太陽(yáng)能時(shí),想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率,往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備,造價(jià)較高。
(1900~1920年),清立新能源在這一階段,世界上太陽(yáng)能研究的仍是太陽(yáng)能動(dòng)力裝置,但采用的聚光方式多樣化,且開(kāi)始采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì),裝置逐漸擴(kuò)大,大輸出功率達(dá)73.64kW,實(shí)用目的比較明確,造價(jià)仍然很高。建造的典型裝置有:1901年,在美國(guó)加州建成一臺(tái)太陽(yáng)能抽水裝置,采用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902~1908年,在美國(guó)建造了五套雙循環(huán)太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī),采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì);1913年,在埃及開(kāi)羅以南建成一臺(tái)由5個(gè)拋物槽鏡組成的太陽(yáng)能水泵,每個(gè)長(zhǎng)62.5m,寬4m,總采光面積達(dá)1250m2。
(1920~1945年),在這20多年中,太陽(yáng)能研究工作處于低潮,參加研究工作的人數(shù)和研究項(xiàng)目大為減少,其原因與礦物燃料的大量開(kāi)發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)(1935~1945年)有關(guān),而太陽(yáng)能又不能解決當(dāng)時(shí)對(duì)能源的急需,因此使太陽(yáng)能研究工作逐漸受到冷落。
(1945~1965年),在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的20年中,一些有遠(yuǎn)見(jiàn)的人士已經(jīng)注意到石油和天然氣資源正在迅速減少,呼吁人們重視這一問(wèn)題,從而逐漸推動(dòng)了太陽(yáng)能研究工作的恢復(fù)和開(kāi)展,并且成立太陽(yáng)能學(xué)術(shù)組織,舉辦學(xué)術(shù)交流和展覽會(huì),再次興起太陽(yáng)能研究熱潮。在這一階段,太陽(yáng)能研究工作取得一些重大進(jìn)展,比較的有:1953-1954期間,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成實(shí)用型硅太陽(yáng)電池,為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);1955年,以色列泰伯等在次國(guó)際太陽(yáng)熱科學(xué)會(huì)議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論,并研制成實(shí)用的黑鎳等選擇性涂層,為集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。
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