一、太阳能的优势
太阳,自古以来,人们把它当做神顶礼膜拜,因为它带给人类光明和温暖。千百年来,人们用多少诗和歌来赞美它、颂扬它。进入21世纪,由于能源短缺,人们开始想到太阳的巨大能量。
太阳是离地球最近的一颗恒星,是太阳系的中心天体,它的质量占太阳系总质量的99.865%。太阳也是太阳系里唯一发光的天体。它不断地给地球带来光和热。如果没有太阳光的照射,地面的温度会很快降低到接近绝对零度。由于太阳光的照射,地面平均温度保持在14℃左右,形成人类和绝大部分生物生存的条件。
太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球,半径为96×105千米,质量约为地球质量的33万倍,平均密度约为地球的1/4。太阳表面的有效温度为5000摄氏度,中心区域则高达1500万摄氏度。太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应。这些能量以电磁波形式,穿越太空射向四面八方。地球接受到太阳总辐射的22亿分之一,其能量相当于全世界发电量的几十万倍。
可以说,太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。太阳能还以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用的清洁性,以及逐渐显露出的经济性等优势,受到广泛重视。其开发利用是最终解决能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径,是人类理想的替代能源。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在2000多年前的战国时期就知道利用铜制四面镜聚焦太阳光来点火,利用太阳能干燥农副产品。
太阳
两千多年前的古希腊,出了一个伟大的数学家及科学家——阿基米德。他在众多科学领域做出突出贡献,赢得同时代人的高度尊敬;同时,他又是世界上第一个利用太阳能作为武器,大败敌军的天才。
传说事情发生在公元前215年,古罗马帝国派出强大的海军,在马塞拉斯率领下,乘战舰攻打古希腊名城叙拉古。
小小的叙拉古城,怎能抵挡来势汹汹的古罗马大军。当罗马舰队浩浩荡荡攻城时,国王和百姓都着了慌。人们把希望寄托在居住在岛上的阿基米德身上。当时,年过古稀的阿基米德,虽然没有绝世的武功,却有聪明的头脑。人们请求阿基米德运用他的非凡智慧,找到败敌之术。
留着大胡子的阿基米德,这位科学巨匠深知太阳能的威力。他挺身而出,发动全城妇女拿着锃亮的铜镜来到海岸边。在烈日下,阿基米德拿起一面镜子,让它反射的太阳光恰好射到敌舰的帆上,高喊:“让镜子的反射光照到这里!”不计其数的妇女学着阿基米德的样子,一起用镜子把太阳光集中反射到船帆上。顿时,敌舰起火,不可一世的罗马海军大败而归。物理学家阿基米德利用凹面镜的聚光作用,把阳光集中到一点,烧毁罗马战船,取得胜利。这是人类利用太阳能的创新和实验。
随着时代发展,到现代,太阳能利用日益广泛。它包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
太阳能开发利用的优点和难点
太阳能开发的优点
1.储量的“无限性”(www.daowen.com)
太阳能是取之不尽的可再生能源,可利用量巨大。一年内到达地球表面的太阳能总量是目前世界主要能源探明储量的1万倍。太阳的寿命至少有40亿年,相对于人类历史来说,源源不断供给地球能量的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性,太阳能具有储量的“无限性”,取之不尽,用之不竭。开发利用太阳能,将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。
2.存在的普遍性
由于纬度不同,气候条件差异,造成太阳能辐射不均匀,但相对其他能源来说,太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性,可就地取用,无须开采和运输,没有所有权限制,为常规能源缺乏的国家和地区就地解决能源问题提供美好前景。
3.利用的清洁性
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样,几乎不产生任何污染,是理想的替代能源。
4.利用的经济性
一是太阳能取之不尽,用之不竭,接收太阳能时不征收任何“税”,可以随地取用;二是在目前的技术发展水平下,有些太阳能利用已具经济性。如太阳能热水器一次投入较高,但使用过程不耗能,具有很强的竞争力。随着技术突破,太阳能利用的经济性将会更明显。
太阳能开发利用的难点
沙漠中的电站
1.分散性
利用太阳能发电时,需要一套面积巨大的能追捕太阳光的收集和转换设备,造价较高,占地面积较大,一般选择沙漠等空旷地方,给输电和维修带来一定困难。
2.不稳定性
晴、阴、云、雨等随机因素的影响,给太阳能的大规模应用增加难度。蓄能是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。若能做到晴天蓄能阴天用,就会大大促进太阳能的开发利用工作。
3.效率低和成本高
太阳能利用装置因为转换效率偏低,成本较高,还不能与常规能源竞争,进一步发展受到制约。
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