了解太陽能-定義、優勢和未來 _新能源

到達地球的的太陽能為1.5×10 18 kWh/年。如果開發得當，它可以滿足未來的所有能源需求。與有限的化石燃料相比，太陽能由于其無限的供應和無污染的性質，在二十一世紀作為一種可再生能源越來越有吸引力。在這篇文章中，我將向您展示什么是太陽能、利用它的不同方法、未來的范圍、它的優點和缺點。
讓我們從太陽能的定義開始。
什么是太陽能？太陽以電磁波的形式向各個方向發射輻射。這種輻射具有提高材料溫度、引起化學反應和發電的潛力。太陽能是我們使用各種技術捕獲的來自太陽的輻射熱和光，包括太陽能發電、太陽能熱能（如太陽能熱水）和太陽能建筑。
到達地球的陽光中有近一半是可見光，剩下的 45% 由紅外輻射和少量的紫外線和其他種類的電磁輻射組成。我們可以通過兩種方式直接利用太陽能：
1.通過收集輻射熱并將其用于熱系統。
2.通過使用光伏系統收集并立即將其轉換為電能。
前者被稱為“太陽能熱”系統，而后者被稱為“太陽能光伏”系統。

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太陽能熱能太陽能每平方米的密度相對較低（1至0.1 kW/平方米）。因此，我們必須使用覆蓋大面積地面的太陽能集熱器來收集它。即使在世界溫帶陽光充足的地區，收集器也需要大約 40 平方米（430平方英尺）的表面尺寸來收集足夠的能量。
在將太陽能轉化為有用熱量的太陽能熱系統中，太陽能集熱器是初始單元。太陽能集熱器以熱量的形式吸收太陽能。并且，然后有效地將其轉移到熱傳輸流體中。輸送流體將這種熱量輸送到儲熱罐、鍋爐或熱交換器，以備后用。
它們收集太陽光的方式決定了它們的分類。非聚光型太陽能集熱器在照射到集熱器表面時吸收輻射。聚光型在吸收之前使用鏡子或其他設備提高每單位面積的輻射濃度。我們可以根據用于輻射集中的程序將集中類型進一步分為焦點和非焦點類型。
太陽能炊具烹飪、干燥和巴氏殺菌都是用太陽能炊具完成的。一個帶透明蓋子的絕緣容器構成了一個基本的箱式炊具。透明的蓋子允許熱量從落在盒子頂部的陽光傳遞到盒子中。絕緣防止熱量從容器中逸出。結果，容器內的溫度升高，食物被煮熟。
太陽能炊具的三個基本類別包括：
1.箱式炊具
2.面板炊具
3.反光鍋

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箱式炊具在部分多云的天空中運行良好，平均溫度達到 90–150°C (194–302°F) 。面板炊具與盒式炊具相似，因為它們采用反射面板將陽光直接照射到絕緣容器上。
反射器炊具使用各種聚光幾何形狀（碟形、槽形、菲涅耳鏡）將光線聚焦在烹飪容器上。這些炊具可達到 315°C (599°F) 或更高的溫度，但它們需要直射光。因此，我們必須相對于太陽的方向移動炊具。
太陽能光伏能源太陽能電池或光伏電池將太陽光直接轉化為電能。當光照射到金屬和半導體（如硅）之間的結或兩個單獨的半導體之間的結時，它會產生一個小的電勢。
當陽光照射太陽能電池時，光電效應會釋放電子。由于兩種不同半導體之間的電勢（電壓）的自然差異，電子流過外部電路，為負載供電。
單個太陽能電池通常僅產生大約 2 瓦的功率。我們可以在太陽能發電廠或通過連接大量單個電池（如太陽能電池板陣列）產生數千千瓦的電力。大多數現代太陽能電池的能源效率只有 15% 到 20% 。
太陽能發電廠聚光太陽能發電廠使用聚光或聚焦收集器將大面積的陽光聚焦到一個黑色的小型接收器上。這大大增加了光的強度并允許高溫。排列良好的鏡子或透鏡陣列聚焦足夠的陽光，將物體加熱到 2000 攝氏度（3600 華氏度）或更高的溫度。