太阳能的利用，太阳能-发展历史，优缺点

替代能源的时尚正在获得动力。此外，重点是可再生能源——潮汐、风能、太阳能。太阳能（或光伏）被认为是增长最快的工业部门之一。通常非常乐观的说法，例如未来时代的所有能源都将以太阳能为基础。

严格来说，一颗名为太阳的恒星的能量以“保存”的形式存在于所有类型的化石燃料——煤、石油、天然气中。这种能量在植物生长阶段开始积累，植物消耗阳光和热量，由于复杂的生物过程，这些能量变成碳化石。水的能量，它的循环也得到了太阳的支持。

大气层上限的太阳能密度为1350W/m2，称为“太阳常数”。当太阳光线穿过地球大气层时，部分辐射被散射。但即使在地球的表面，它的密度也足以满足可能的使用需求，即使是在多云的天气里。

发展历程

1839 年，法国物理学家亚历山大-爱德蒙·贝克勒尔 (Alexandre-Edmond Becquerel) 发现了光伏效应（即在具有均匀光激发的均质材料中出现稳定电流）。不久之后，英国人威洛比·史密斯和德国人海因里希-鲁道夫·赫兹分别独立发现了硒的光电导性和紫外光电导性。

1888年，第一台“太阳辐射回收装置”在美国获得专利。俄罗斯科学家在光电导领域的第一个成果要追溯到1938年。随后，在亚伯拉姆·约菲院士的实验室中，首次研制出太阳能转换元件，并计划用于太阳能。

在开发地面太阳能之前，科学家（包括列宁格勒-彼得堡科学学院的物理学家 Boris Kolomiets 和 Yuri Maslakovts）在太空太阳能电池领域开展了大量工作。他们在列宁格勒物理技术研究所用硫铊制造了光电池，其效率等于 1%——这是当时的真实记录。

Abram Joffe 也成为了现在流行的安装解决方案的作者 光电池 在屋顶上（尽管这个想法起初并没有广泛流行，原因很简单，当时没有人遇到化石燃料短缺的情况）。如今，德国、美国、日本、以色列等国家越来越多地在建筑物屋顶安装太阳能电池板，从而打造“节能住宅”。

太阳能在 20 世纪下半叶开始引起更多兴趣。由于这一领域的实际发展，热电厂应运而生，冷却剂通过直接太阳辐射加热，涡轮发电机驱动锅炉中产生的蒸汽。

随着知识的积累和从理论到实践的进步，太阳能发电的盈利能力问题出现了。最初，太阳能的任务并没有超出本地对象的供应范围，例如，难以访问或远离中央电力系统。早在 1975 年，地球上所有太阳能装置的总功率就只有 300 千瓦，峰值千瓦的价格达到 2 万美元。

太阳能发电厂的运作原理：

太阳能如何转化为电能

太阳能电池板的常见类型

但当然，让太阳能落地——即使不考虑经济因素——也需要显着提高效率。他们设法在某种程度上实现了这一目标。现代硅半导体发电机的效率已经达到 15-24%（参见 — 太阳能电池和模块的效率)，这就是为什么（以及它们的价格下降）今天需求不断的原因。

太阳能电池板的生产已被西门子、京瓷、Solarex、BP Solar、壳牌等全球主要公司掌握。半导体太阳能电池装机一瓦的成本降至2美元。

即使在苏联时期，估计也有 4000 平方公里的太阳能组件能够满足全世界每年的电力需求。而且当时电池的效率没有超过6%。

上个世纪，美国、法国、西班牙、意大利等“太阳能”国家相继建立了10兆瓦的太阳能发电厂（SPP）。在苏联，第一个容量为 5 兆瓦的实验性太阳能发电厂建在刻赤半岛，那里每年的晴天数是该地区最高的之一。

其中一些电站仍在运行，许多已经停止运行，但可以肯定地说，它们原则上无法与现代太阳能光伏系统竞争。

太阳能发电厂：

太阳能发电厂的类型

浮动太阳能发电厂

太阳能集中器

专业人员

太阳能的优势是有目共睹的，无需多言。

首先，太阳的资源将持续很长时间——科学家估计一颗恒星的寿命约为 50 亿年。

其次，太阳能的使用不会威胁到温室气体排放、全球变暖和一般环境污染，即。不影响地球的生态平衡。

一个容量为 1 兆瓦的光伏电站每年产生约 200 万千瓦的电力。与燃烧发电厂相比，这可以防止二氧化碳排放量如下：天然气约 1.1 万吨，石油产品 1.1-1.5 万吨，煤炭1,7-2,3千吨...

缺点

太阳能的瓶颈包括，首先，效率仍然不够高，其次，每千瓦时的成本还不够低——这引发了对任何可再生能源的广泛使用的质疑。

除此之外，地球表面的相当数量的太阳辐射不受控制地散射。

环境安全也受到严重质疑——毕竟，目前还不清楚如何处理用过的元素。

最后，太阳能的研究程度——不管他们怎么说——还远未达到完美。

太阳能最薄弱的环节是电池效率低；这个问题的解决只是时间问题。

用法

是的，从太阳获取能源并不是最便宜的项目。但是，首先，在过去的三十年里，使用光电池产生的一瓦特电力已经便宜了十倍。其次，欧洲国家希望减少对传统能源的依赖发挥了太阳能的作用。另外，不要忘记《京都议定书》。我们现在可以说，无论是从科学的角度还是从商业的角度来看，太阳能都在稳步发展。

今天，太阳能最活跃地用于三个目的：

• 暖气、热水和空调；

• 使用太阳能光伏转换器转换成电能；

• 基于热循环的大规模发电。

太阳能不一定要转化为电能，但很有可能将其用作热能。例如，用于住宅和工业设施的供暖和热水。

太阳能加热系统设计工作原理的基础是防冻液的加热。然后将热量转移到通常位于地下室的储罐，并从那里消耗掉。

光伏能源最大的潜在消费者之一是农业部门，每年可独立消耗数百兆瓦的峰值太阳能。除此之外，还可以添加导航支持、电信系统电源、度假村和健康旅游业务系统，以及别墅、太阳能路灯等。

今天，从外行的角度来看，太阳能的使用方式正在被认真考虑。例如，围绕太阳能站运行的轨道项目，或者更奇妙的是，月球上的太阳能发电厂。

确实有这样的项目。在太空中，与我们的蓝色星球相比，太阳能的集中度要高得多。使用定向光（激光）或超高频（微波）辐射可以将能量传输到地球。

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