一、太阳能为什么被称为绿色清洁能源,人们怎么利用太阳能
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染,因此被称为绿色清洁能源。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。在几十亿年内,太阳能是取之不及、用之不竭的理想能源。
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。
二、为什么被称为绿色清洁能源,人们怎么利用太阳能的
(1)太阳能不像一般煤炭、石油等矿物燃料,不会产生任何有害气体和废渣,不污染环境,是一种绿色环保节能产品.
(2)太阳能的利用一般可以通过光-热、光-电、光-化学转换来实现.
a、 太阳能光-热转换是用集热器把太阳辐射能转换为热能以直接利用.集热器有平板式、真空管式、聚焦式等,它可以是直接吸收太阳辐射,也可以是将太阳辐射会聚后集中照射,使传热介质(空气、水或防冻液)升温,用于家庭采暖、供应热水、制冷、烹饪、工业用热、农用温室等.1955年以色列科学家研制出选择性吸收涂层,它对占太阳光能量90%以上的短波部分具有很高的吸收率,采用这种涂层可显著提高集热器的热效率.太阳辐射的会聚采用平面或凹面的聚光反射镜(定日镜),聚焦后能得到很高的温度,可用于发电和金属熔炼等.发展中的太阳热发电系统有槽式线聚焦系统(用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状接收器上)、碟式系统(用抛物面反射镜聚焦)和塔式系统.
b、太阳能光-电转换是利用依据光生伏打效应研制的太阳电池,将太阳辐射能转换为电能.1954年美国贝尔实验室研制成光电转换效率达6%的实用单晶硅太阳能电池,1958年被用作“先锋1号”卫星的电源,这一重大突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础.此后,很快开发出多种太阳电池,包括多晶硅电池、非晶硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等,光电转换效率已达20%以上.除用于卫星、空间站外,已在灯塔、航标、微波中继站、铁路信号中得到广泛应用,采用太阳电池的汽车、飞机也在积极研制,还建成了太阳电池节能住房和太阳电池电站等.一些发达国家还在探索建造太空太阳能电站,它将巨型太阳电池组送到对地静止轨道上运行,借助微波发生器将电流转换成微波流,输送到地面接收站,再经转换变为电力送入电网.预计这一宏伟工程在不久将来即可实现.太阳能光-电转换是利用依据光生伏打效应研制的太阳电池,将太阳辐射能转换为电能.1954年美国贝尔实验室研制成光电转换效率达6%的实用单晶硅太阳能电池,1958年被用作“先锋1号”卫星的电源,这一重大突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础.此后,很快开发出多种太阳电池,包括多晶硅电池、非晶硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等,光电转换效率已达20%以上.除用于卫星、空间站外,已在灯塔、航标、微波中继站、铁路信号中得到广泛应用,采用太阳电池的汽车、飞机也在积极研制,还建成了太阳电池节能住房和太阳电池电站等.一些发达国家还在探索建造太空太阳能电站,它将巨型太阳电池组送到对地静止轨道上运行,借助微波发生器将电流转换成微波流,输送到地面接收站,再经转换变为电力送入电网.预计这一宏伟工程在不久将来即可实现.
c、太阳能光-化学转换主要是利用光化学反应研制光化学电池.这种电池由半导体材料和电解液组成,当太阳光照射半导体和电解液界面时,产生化学反应,在电解液内形成电流,并使水电离产生氢气而供应用.这是氢能利用的途径之一.
(3)太阳能的特点:
太阳能的优点
太阳能作为一种新能源,它与常规能源相比有三大优点:
第一,它是人类可以利用的最丰富的能源,据估计,在过去漫长的11亿年中,太阳消耗了它本身能量的2%,可以说是取之不尽,用之不竭.
第二,地球上,无论何处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值.
第三,太阳能是一种洁净的能源,在开发和利用时,不会产生废渣、废水、废气,也没有噪音,更不会影响生态平衡.
太阳能的缺点
太阳能的利用有它的缺点:
第一,能流密度较低,日照较好的,地面上1平方米的面积所接受的能量只有1千瓦左右.往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求,从而使装置地面积大,用料多,成本增加.
第二,大气影响较大,给使用带来不少困难.
三、在太阳能、风能、水能三种绿色能源中,最具开发潜力的是?
【原理】
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367w/。地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/,相当于有102000TW 的能量,人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。