关于太阳能及其光伏发电应用

 太阳能一般指太阳光的辐射能量。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，光伏发电设备价格而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。

    太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

1

关于太阳能的利用方法


使用太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能

使用太阳能热水器，利用太阳光的热量把水加热

利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电

利用太阳光的光能中的粒子打击太阳能板发电

利用太阳能进行海水淡化

    太空太阳能转换电能储存，传输地面电能接收站，讯号接收站

    太阳能运输(汽车、船、飞机...等)、太阳能公共设施(路灯、红绿灯、招牌...等)、建筑整合太阳能(房屋、厂房、电厂、水厂...等)、太阳能装置，例如:太阳能计算机、太阳能背包、太阳能台灯、太阳能手电筒...等各式太阳能应用与装置

    现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了很好的应用。
2


关于太阳能利用的两种方式

 光电转换

     光电转换又称太阳能光伏。太阳能板是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体太阳能电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较大的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。

    太阳能板可以制成不同形状，而又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面开始使用光伏板组件，被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。


 光热转换

    现代的太阳能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

3


关于太阳能应用的优点

    （1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

（4）长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。


4


关于太阳能应用的缺点



   （1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太阳能时，光伏发电设备价格想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。



（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。



（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

 солнечная энергия обычно означает энергию солнечного света.  С тех пор, как на земле сформировались организмы, они выживают главным образом за счет тепла и света, обеспечиваемых солнцем, а с древних времен люди понимали, что солнце сушит предметы, и как средство сохранения продуктов питания, таких как соль и солёная рыба.  Однако при уменьшении объема ископаемого топлива было задумано дальнейшее развитие солнечной энергии. 



 использование солнечной энергии осуществляется с использованием пассивного (фототермического) и фотоэлектрического преобразования.  солнечная энергия вырабатывает новые и возобновляемые источники энергии.  в широком смысле солнечная энергия является источником многих энергий на земле, таких как энергия ветра, химическая энергия, потенциал воды и так далее. 



 1 



 методы использования солнечной энергии 




 преобразование энергии, содержащейся в солнечном свете, в электрическую 



 использование солнечных водонагревателей, использование тепла солнечного света для нагревания воды 



 подогревать воду теплом солнечного света и использовать горячую воду для производства электроэнергии 



 использование частиц солнечной энергии в фотоэнергии 



 опреснение воды с помощью солнечной энергии 



 приемная станция для передачи наземной электрической энергии, приемная станция сигналов 



 солнечный транспорт (автомобиль, судно, самолет ит.д.), коммунальная установка по солнечной энергии (уличная лампа, светофор, вывеска ит.д.), объединение солнечных батарей (дома, заводы, электростанции, водоемы ит.д.), солнечных установок, таких, как: солнечные компьютеры, рюкзак солнечной энергии, солнечные лампы, солнечные фонари...  различные виды применения и установки солнечной энергии 



 В настоящее время использование солнечной энергии не является широко распространенным явлением, а использование солнечной энергии сопряжено с высокими издержками и неэффективностью преобразования, однако солнечные батареи используются в качестве источника энергии для искусственных спутников. 

 2 




 два способа использования солнечной энергии 



 фотоэлектрическое преобразование 



 фотоэлектрическое преобразование также называется солнечным фотовольтом.  солнечные панели представляют собой генераторную установку, в которой под солнцем вырабатывается постоянный ток и в состав которой входят почти все твердотелые солнечные батареи из полупроводникового материала (например, кремний).  из - за отсутствия активных частей, можно работать долго, не вызывая никаких потерь.  простые фотоэлектрические батареи обеспечивают электроэнергию для часов и компьютеров, а более крупные фотоэлектрические системы могут освещать дома и обеспечивать электроснабжение. 



 солнечные панели могут быть изготовлены из различных форм и соединены для получения большего количества электричества.  В последние годы в стендах и на поверхности зданий стали использоваться фотоэлектрические блоки, используемые в качестве элементов окон, световых люков или заслонки, которые обычно называются фотоэлектрическими системами, связанными с зданиями. 




 фототермическое преобразование 



 современные технологии солнечной энергии объединяют солнце и используют его энергию для получения горячей воды, пара и электроэнергии.  Помимо использования соответствующих технологий для сбора солнечной энергии, в зданиях могут использоваться солнечные лучи и тепловые лучи, например, гигантские окна на юг или строительные материалы, которые поглощают солнечную энергию и медленно высвобождают ее. 



 3 




 преимущества применения солнечной энергии 



 1) универсальность: солнечное излучение светит на землю без географических ограничений, которые существуют на суше или на море, на высоких горах или на островах и могут быть непосредственно освоены и использованы без эксплуатации и транспортировки. 



 2) безвредность: освоение солнечной энергии не загрязняет окружающую среду, она является одним из наиболее чистых источников энергии, что имеет огромное значение сегодня, когда загрязнение окружающей среды становится все более серьезным. 



 3) гигантский: солнечная радиация, достигающая поверхности земли ежегодно, составляет около 130 триллионов тонн угля, и ее общий объем является самым крупным источником энергии, который может быть освоен в современном мире. 



 4) долговечность: Согласно оценкам, основанным на нынешних темпах развития ядерной энергии, получаемой от солнца, запасы водорода достаточны для того, чтобы поддерживать их на протяжении нескольких миллиардов лет, а продолжительность жизни на земле составляет около нескольких миллиардов лет, и в этом смысле можно сказать, что солнечная энергия неисчерпаема. 




 4 




 недостатки применения солнечной энергии 





 1) дисперсность: общее количество солнечных излучений, достигающих поверхности земли, хотя и велико, но при этом имеет низкую плотность потока энергии.  Поэтому для использования солнечной энергии, чтобы получить некоторую конверсию мощности, часто требуется значительный набор оборудования для сбора и преобразования, стоимость которого выше. 





 (2) неустойчивость: зависимость от естественных условий, таких, как сутки, сезон, географические широты и высота над уровнем моря, и от случайных факторов, таких, как солнечные, инь, облака и дождь, делает солнечную радиацию, приходящуюся на ту или иную землю, как прерывистой, так и крайне неустойчивой, что затрудняет широкомасштабное применение солнечной энергии. 





 3) низкая эффективность и высокая стоимость: в настоящее время уровень развития использования солнечной энергии является теоретически жизнеспособным и технически зрелым.  в целом экономика еще не может конкурировать с обычными источниками энергии.  дальнейшее развитие использования солнечной энергии в предстоящий период будет в значительной степени зависеть от экономических факторов.