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    太陽能發電成本高、轉換效率低的問題

    發布日期:2021/11/16 7:58:48 瀏覽次數:968

    太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的,來自太陽的輻射能量。

    光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置

      由幾乎全部以半導體物料(例如硅)制成的固體光伏電池組成。簡單的光伏電池可為手表以及計算機提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋提供照明以及交通信號燈和監控系統,并入電網供電。光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電能。天臺及建筑物表面均可使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設于建筑物的光伏系統。

      太陽能的利用目前還不是很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛星提供能源方面得到了應用。

      人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地熱能資源除外),雖然太陽能資源總量相當于人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時而變,這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它

      在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

      太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。

      建設太空太陽能發電站的設想早在1968年就有人提出,但直到最近人類才開始真正將之付諸行動。日本可謂此項目的先驅者之一,該項目預計耗資210億美金,發電量能達到十億瓦特,能供29.4萬個家庭使用。在太空建太陽能發電站,無論氣候如何,均可利用太陽能發電,這與在地球上建立太陽能發電站的情況不同。

      優點

     ?。?)普遍:太陽光普照大地,沒有地域的限制,無論陸地或海洋,

      無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發和利用,便于采集,且無須開采和運輸。

     ?。?)無害:開發利用太陽能不會污染環境,它是最清潔能源之一,在環境污染越來越嚴重的今天,這一點是極其寶貴的。

     ?。?)巨大:每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤,其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

     ?。?)長久:根據太陽產生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的。

      缺點

     ?。?)分散性:到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大,但是能流密度很低。平均說來,北回歸線附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,正午時太陽輻射的輻照度最大,在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有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,在利用太陽能時,想要得到一定的轉換功率,往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備,造價較高。

     ?。?)不穩定性:由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響,所以,到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的,又是極不穩定的,這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源,從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源,就必須很好地解決蓄能問題,即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來,以供夜間或陰雨天使用,但蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。

     ?。?)效率低和成本高:太陽能利用的發展水平,有些方面在理論上是可行的,技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置,因為效率偏低,成本較高,現在的實驗室利用效率也不超過30%,總的來說,經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內,太陽能利用的進一步發展,主要受到經濟性的制約。

     ?。?)太陽能板污染:現階段,太陽能板是有一定壽命的,一般最多3-5年就需要換一次太陽能板,而換下來的太陽能板則非常難被大自然分解,從而造成相當大的污染。

    中材聯建太陽能發電系統

    人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,并把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。

    與原子核反應有關的能源正是核能。原子核的結構發生變化時能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡稱核能,俗稱原子能。它則來自于地殼中儲存的鈾、钚等發生裂變反應時的核裂變能資源,以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發生聚變反應時的核聚變能資源。這些物質在發生原子核反應時釋放出能量。目前核能最大的用途是發電。此外,還可以用作其它類型的動力源、熱源等。

    太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強度為1,369w/㎡。地球赤道周長為40,076千米,從而可計算出,地球獲得的能量可達173,000TW。在海平面上的標準峰值強度為1kw/m2,地球表面某一點24h的年平均輻射強度為0.20kw/㎡,相當于有102,000TW 的能量。


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