太阳能

null 太阳能 太阳能——人类未来最理想的能源 304纳米波段的太阳图像 null一侧被挡住的太阳null阿波罗8号拍摄的地球升起 null 阿特兰蒂斯号航天飞机与国际空间站掠过太阳正前方对接瞬间 null2010年7月5日，在对天空进行了为期一年的扫描后，欧洲航天局“普朗克”太空望远镜创造出可在微波光线下看到的宇宙全景图。银河系的光芒像耀眼的缎带一样从图像中央穿过。“普朗克”望远镜还捕捉到宇宙微波背景辐射的斑驳背景。宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的产物。宇宙全景图null美国宇航宇(NASA)公布的最新卫星检测数据显示，从2003年至今的5年时间里，由于受到全球气候变暖的影响，北极格陵兰岛、南极洲以及美国的阿拉斯加地区共有约2万亿吨冰川融化。更加糟糕的是，这一融化趋势截至目前没有任何变缓的迹象 null根据一项最新研究结果，南极西部大冰原最大的一个冰川已经过了崩塌临界点。由于在过去几十年间融冰量持续增加，这一冰川将注定崩塌。而如果这一冰川完全消融，全球海平面将上升24厘米，引发一场灾难 null格陵兰融冰：百万年冰盖大量消融 冰雪融水蚀刻出45米深的峡谷 null南极海冰 null形成哭脸的冰帽每年最大萎缩49米 挪威冰川呈现哭脸 nullB-15A冰山正漂浮于南极麦克默多海峡之中 null好客北极熊向路过船只挥手示意 nullnull2010年春天冰岛火山爆发时出现的闪电。只有当岩浆喷到空中，与岩石和冰粒发生碰撞，这样的闪电才会发生 null墨西哥湾漏油浩劫：英国石油公司的“深水地平线”钻井平台（距离海岸线80公里、1600米深的海底） 2010年4月20日发生井喷失火沉没海底，直至8月初漏油被控制住（清污行动耗费数十亿美元 ）美国数十年来发现的最大油田位于墨西哥湾深处，但这里也是地球上钻探风险最高的地方之一 null井喷现场附近，清污人员焚烧浮油带来滚滚浓烟。油井喷出了近500万桶原油，在海洋油井漏油事故中成为世界第一， 1/4漏油变油珠混入海水 政府的科研人员估计，英国石油公司清理了四分之一的漏油，四分之一蒸发或者溶解成零散的分子，四分之一以小油珠的形式混入海水，四分之一仍然是水面上的浮油滩，或者海岸上的油团 null自2010年9月30日夜间至10月7日止，海南连续8天普降大暴雨，导致海南省16个市县受灾，上千个村庄受淹，在海南正式施行国际旅游岛的6个月之后，这座未来的"旅游特区"遭遇第一次重大考验 nullKatrina造成了840亿美元的经济损失以及1836人死亡，是美国历史上造成经济损失最惨重的热带气旋 2005年8月卡特里娜曾使新奥尔良市成为一片泽国 美国总统布什已经要求国会向灾区追加了518亿美元的拨款，加大救援力度，但示威者仍然对此表示不满 城区被飓风带来的洪水淹没 一只狗坐在屋顶上等待救援 null2008年1月10日，一场50年罕见难遇的特大冰雪灾害袭击了中国南方大部分地区，低温雨雪冰冻灾害造成了广东、广西、湖南、贵州、湖北、四川等17个地区不同程度受灾。电力告急，交通告急，人民生命财产遭受严重威胁，因灾直接经济损失1100亿元 nullnull2008年1月10日，一场50年罕见难遇的特大冰雪灾害袭击了中国南方大部分地区，低温雨雪冰冻灾害造成了广东、广西、湖南、贵州、湖北、四川等17个地区不同程度受灾。电力告急，交通告急，人民生命财产遭受严重威胁，因灾直接经济损失1100亿元 太阳能概述太阳能概述太阳能是取之不尽，用之不竭的且无污染的能源。 目前全球年总能耗约110亿吨标准煤（中国30亿吨），约为半小时内太阳照射到地球上的能量一些国家、地区太阳能资源量估计一些国家、地区太阳能资源量估计我国的太阳能资源我国的太阳能资源我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。根据中国气象科学研究院的研究，有2/3以上国土面积，年日照在2000小时以上，年平均辐射量超过0.6GJ/cm2，各地太阳年辐射量大致在930～2330kW·h/m2之间。我国的太阳能资源我国的太阳能资源从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。我国的太阳能资源分布 我国的太阳能资源分布 太阳能丰富区，在内蒙中西部、青藏高原等地，年总辐射在150千卡／平方公分以上。 太阳能较丰富区，北疆及内蒙东部等地，年总辐射约130～150千卡／平方公分。 太阳能可利用区，分布在长江下游、两广、贵州南部和云南及松辽平原，年总辐射量为110～130 千卡／平方公分。 我国太阳能资源的分类 我国太阳能资源的分类 太阳 —众星之母太阳 —众星之母太阳—众星之母太阳—众星之母太阳是太阳系的中心天体，是太阳系里唯一的一颗恒星，也是离地球最近的一颗恒星。 太阳—众星之母太阳—众星之母太阳是一个炽热的气态球体，没有固体的星体或核心。 它的直径约为1.39×106km，是地球的109倍，质量约为2.2×l027t，为地球质量的3.32×105倍，体积则比地球大1.3×106倍，平均密度为地球的1/4。其主要组成气体为氢（约71％）和氦（约27％）。太阳的内部构造太阳内部有“里三层”，从中心向外依次是 核反应区—是太阳热能产生的基地 辐 射 区—太阳能先通过这里传播出去 对 流 区—太阳能经过这里向太阳表层 传播，它们是“输送带”。太阳的内部构造太阳—众星之母太阳—众星之母太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，不断地释放出巨大的能量。 以辐射和对流的方式由核心向表面传递热量。 温度从中心向表面逐渐降低。 太阳能量的99%由中心核反应区的热核反应所产生。太阳——众星之母太阳——众星之母氢聚合成氦在释放巨大能量的同时，每1g质量将亏损0.0072g。 根据目前太阳产生核能的速率估算，其氢的储量足够维持100亿年。 太阳能是用之不竭的。太阳的内部构造太阳的内部构造null太阳表面结构 太阳的内部构造 太阳的内部构造太阳外部有“外三层”，依次为光球层、色球层和日冕层。 人们肉眼可见的明亮表面就是光球层，我们所见到太阳的可见光，几乎全是由光球发出的。 光球层厚约500km，温度为5762K，密度为10-6g/cm3，由强烈电离的气体组成。 太阳能绝大部分辐射都是由此向太空发射的。null太阳的可见表面 光球层 光球层光球并不完美，其表面布满了米粒般的粒状结构，科学家形象地称它们为“米粒组织”。 光球上亮的区域叫光斑，暗的黑斑叫太阳黑子 。 所谓太阳黑子是光球层上的黑暗区域，它的温度大约为4500K，而光球其余部分的温度约为6000K。在明亮的光球反衬下，就显得很黑。 光球上的米粒组织 光球上的米粒组织null 太阳黑子null太阳表面喷流 null太阳黑子 太阳黑子太阳黑子太阳黑子的本影和半影太阳黑子的本影和半影色球层色球层从光球表面到8000千米高度为色球层，大部分由氢和氦组成。 在色球层的边缘常常突然串升一片火舌般的气体，高度达到几万公里，这就是日珥，其温度高达1百万度，高度有时达几十个太阳半径。 日珥可谓千姿百态，有的像脱兔，有的如飞鸟，有的如喷泉飞瀑，这里可以算得上是太阳最壮丽的景色了。色球层色球层太阳色球层有些局部亮区域，我们称它为谱斑。它处于太阳黑子的正上方。有时谱斑亮度会突然增强，这就是我们通常说的耀斑。 耀斑是太阳黑子形成前在色球层产生的灼热的氢云层。耀斑释放的能量极其巨大。其巨大的能量来自磁场。null太阳爆发壮观场景 null色 球 层null太阳等离子体喷流 日珥日珥null日 珥 太阳的巨大喷发 太阳的巨大喷发 太阳的物质抛射形成环形突出 太阳的物质抛射形成环形突出nullnull美国宇航局2010年2月11日发射的太阳动力观测卫星(SDO)发回有关太阳活动的首批图像捕捉壮观环形日珥 nullnullnull日珥沿日轮边缘出现，在广袤黑暗的太空映衬下，日珥看起来像明亮的光环。在太阳旋转时，温暖明亮的太阳表面映衬下的日珥看上去像黑色的“裂纹”或“暗条”。太阳“疤痕”null太阳动力观测卫星传回首批太阳照片 太阳耀斑 太阳耀斑1973年12月一个巨大的日珥跨越日面588,000km1973年12月一个巨大的日珥跨越日面588,000km日冕层日冕层在色球之上是极其稀薄的高温日冕层，只有在日全食中才能看到一片青白色的日冕光区。 在太阳活动极大年，日冕接近圆形；在太阳宁静年则呈椭圆形。日冕上有冕洞，而冕洞是太阳风的风源。 null1970年3月7日日全食日冕 太阳活动极大年的日冕 null太阳宁静年的日冕日冕层和太阳风日冕层和太阳风日冕层的温度比它的发源地—太阳的温度要高得多。 日冕层物质不断向外膨胀，把许多沿着太阳磁力线的粒子流不断地吹射到星际空间，形成太阳风。 太阳风的范围可延伸到地球甚至更远的地方。太阳就是以太阳风—物质粒子流的形式失去物质。 日冕物质喷发日冕物质喷发日冕物质喷发太阳风和极光太阳风和极光当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时，太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区，这时在地球两极可看见瑰丽无比的极光。 美丽的极光 由于太阳带电粒子(太阳风)向地球疾速行进，在遭遇地球磁场时发生电离，而当高能带电粒子与地球大气中的氧气和氮气相撞时，会释放出能量，呈现红、蓝、绿三色光芒，天空顿时出现灿烂的光辉。这种奇异的现象就是极光。 美丽的极光 由于太阳带电粒子(太阳风)向地球疾速行进，在遭遇地球磁场时发生电离，而当高能带电粒子与地球大气中的氧气和氮气相撞时，会释放出能量，呈现红、蓝、绿三色光芒，天空顿时出现灿烂的光辉。这种奇异的现象就是极光。 null南极光如蛇般蜿蜒 nullnullnull美丽的极光3美丽的极光3nullnullnull北极光大幕null北极光与桥连为一体null极光雨 null国际空间站穿越一道极光null极光笼罩魁北克 null灿烂星空与极光辉映 null奥斯陆极光表演 null湖水与极光交相辉映 null天空闪现绿光 null紫色迷雾 太阳的构造太阳的构造 从太阳的构造可见，太阳并不是一个温度恒定的黑体，而是一个多层的有不同波长发射和吸收的辐射体。 在太阳能利用中通常将它视为一个温度为6000K，发射波长为0.3～3μm的黑体。 与太阳相关的一些物理量 与太阳相关的一些物理量 地球半径 Re=6.378×104 km 太阳半径 Rs=6.96×106km 地 日 距 AU=1.496×108km≈200Rs 太阳质量 Ms=1.989×1026公斤 ＝地球质量的332,946倍 ＝全部太阳系行星质量的700倍 太阳能的利用 太阳能的利用太阳能的利用 太阳能的利用 世界将太阳能作为一种能源和动力加以利用，已经有300多年的历史。 1615年法国工程师所罗门.德.考克斯发明了第一台利用太阳能加热空气使之膨胀做功而抽水的机器.太阳能的利用太阳能的利用太阳能利用涉及的技术问题很多。根据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四项，即太阳能采集、太阳能转换、太阳能贮存和太阳能传输。 将这些技术与其它相关技术结合起来，便能进行太阳能的实际利用--光热利用、光电利用和光化学利用。 太阳内部的核聚变反应太阳内部的核聚变反应太阳核心是一切力量的中心和出发点。氢原子于2,700万度高温转化为氦。以 射线形式释放出的能向太阳表面涌出，可达300,000哩（1哩＝1609米）的高空中。 太阳内部每秒钟以六亿五千七百万吨之多的氢转变为六亿五千二百五十万吨氦灰—放出能量为Ｅ＝mc2。 太阳能传输 太阳能传输 太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。 太阳能直接传输太阳能直接传输直接传输适用于较短距离。基本有三种方法 通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点。 通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲。 采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。 太阳能间接传输太阳能间接传输间接传输适用于各种不同距离。 将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内。 将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点。 空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。生物转换利用太阳能 生物转换利用太阳能 通过光合作用使太阳能吸收和储存在生物质内，经过化学和生物处理，制成液体或固体燃料 。 将糖类作物、谷物和植物纤维作原料，生产燃料酒精，渗到汽油中合成酒精汽油。例如，巴西已从甘蔗中提炼酒精，与汽油合成汽车用油。生物转换利用太阳能生物转换利用太阳能发展薪炭林。烧炭是一种古老的生物能利用方式。若有计划的植林，不仅可作燃料以及作为酒精沼气原料，而且还能保护环境，防止水土流失。 将高等有机废物进行分解，在厌氧微生物作用下，可产生沼气。 尚在研究利用藻类和某些微生物的光合作用，在阳光下分解制氢，提供燃料。光热转换利用太阳能 光热转换利用太阳能 利用太阳辐射能加热集热器，把吸收的热能转换为机械能或电能。 太阳能烘干机可以烘干粮食、烟叶、干果、农副产品及木材等。 主动和被动太阳房利用太阳能采暖，是一种简单、经济、有实效的空调手段。 太阳能蒸馏器用于海水淡化。光电转换利用太阳能 光电转换利用太阳能 通过半导体材料直接将太阳辐射能转变为电能（直流电）。 太阳能电池的种类主要有硅、硫化镉、砷化镓等电池。 电池技术较成熟，主要用作航天、无人灯塔、无线电中继站、无人气象站、浮标和电围栏等的电源。光化学转换利用太阳能 光化学转换利用太阳能 通过光解或电解作用的热化学方法制氢，是对未来能源发展具有战略意义的一个途径。 意大利和瑞士发明了一种有效地利用太阳能分解水中氢气的方法。从生态角度上看，氢气一直被认为是理想的燃料，因为氢不产生有害废弃物，它燃烧后的唯一副产品是水，所以氢是一种清洁的燃料。 太阳能的家族太阳能的家族太阳能热发电：主要是把太阳的能量聚集在一起，加热驱动汽轮机发电。 太阳能光伏发电：将太阳能电池组合在一起，大小规模随意。可独立发电，也可并网发电。 太阳能水泵：正在取代太阳能热动力水泵。九十年代我国研制的2.5kW光伏水泵已在新疆运用。 太阳能的家族太阳能的家族太阳能热水器：自1958年研制出第一台热水器以来，经过四十多年的努力，我国太能热水器产销量均占世界首位。 太阳能建筑：太阳能建筑有三种形式： 被动式：结构简单、造价低，以自然热交换方式来获得能量。 主动式：结构较复杂、造价较高，需要电做辅助能源。 “零能建筑”结构复杂、造价高，全部建筑所需要的能量都由“太阳屋顶”来提供。太阳能的家族太阳能的家族太阳能干燥：70年代后，太阳能干燥器迅速发展，尤其在农村，对许多农副产品做了太阳能干燥的试验。 太阳灶：太阳灶可分为热箱式和聚光式两类，我国是世界上推广应用太阳灶最多的国家。 太阳能的家族太阳能的家族太阳能制冷与空调：是节能型绿色空调，无噪声、无污染，可很快地投入商业化生产。 其它：可淡化海水，利用太阳光催化治理环境，培养能源植物，在通信、运输、农业、防灾、阴极保护、消费、电子产品等诸多方面，都有广泛的应用。 太阳能热利用 太阳能热利用太阳能热利用太阳能热利用太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。 太阳能热利用系统的技术关键是如何高效率地收集太阳光并将其转变为热能。热利用在太阳能利用技术中占有重要位置。 太阳能集热器 太阳能集热器太阳能采集 太阳能采集 太阳辐射的能流密度低。在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。 太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，它是太阳能热利用中的关键设备。太阳能集热器太阳能集热器按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为非聚光型和聚光型集热器两种。 非聚光集热器（平板集热器、真空管集热器）能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较低。 聚光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上，可获得较高温度。但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。 平板集热器 平板集热器 平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射辐射。 典型的平板集热器 典型的平板集热器 真空管平板集热器 真空管平板集热器 它是将单根真空管装配在复合抛物面反射镜的底面，兼有平板和固定式聚光的特点，它能吸收太阳光的直射和80%的散射。 全玻璃真空集热管 全玻璃真空集热管 聚光集热器 聚光集热器 聚光集热器通常由三部分组成：聚光器、吸收器和跟踪系统。 其工作原理是，自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介质；跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置，以保证聚光器的开口面与入射太阳辐射保持垂直。 太阳能热水器 太阳能热水器太阳能热水系统太阳能热水系统早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。 太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用。另外，尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。 太阳热水器太阳热水器太阳热水器于1920年代即流行于美国的西南部地区。 随着石油和电力价格的上升，效率更高的「太阳能热水器」和「太阳能热暖器」亦随之产生。在澳洲、日本、以色列和前苏联于1970年代就已普遍使用。 美国北部1m2太阳能热接收器每六个月可节省30.5公升的热气用汽油或215度电。 太阳能热水器太阳能热水器太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。 按照流体流动的方式分类，可将太阳能热水器分成三大类：闷晒式、直流式和循环式。 太阳能采暖 太阳能采暖 太阳能采暖太阳能采暖太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。 主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。 被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的，因此又称为被动式太阳房。 被动式太阳房的示意图 被动式太阳房的示意图 这种太阳房构造 简单，取材方便， 造价便宜，无需 维修，有自然的 舒适感，特别适 合发展中国家的 广大农村。主动式太阳能采暖 主动式太阳能采暖 它利用集热器产生的热水采暖，结构简单，蓄热器置于室外，室内由地板供暖，不占用室内居住面积是这种系统的一大优点。 无辅助锅炉的主动式太阳房 无辅助锅炉的主动式太阳房 太阳能干燥太阳能干燥太阳能干燥太阳能干燥太阳能干燥按干燥器（或干燥室）获得能量的方式可分为： 集热器型干燥器 温室型干燥器 集热器—温室型干燥器太阳能干燥太阳能干燥集热器型干燥器是利用太阳能空气集热器，先把空气加热到预定温度后再送入干燥室。 干燥室视干燥物品的类型多种多样，如箱式、窑式、固定床式或流动床式等。 集热器型干燥器 集热器型干燥器 太阳能干燥太阳能干燥温室型干燥器其温室就是干燥室，它直接接受太阳的辐射能。 集热器—温室型干燥器则是上述两种形式的结合。其温室顶部为玻璃盖板，待干燥物品放在温室中的料盘上，它既直接接受太阳辐射加热，又依靠来自空气集热器的热空气加热。 集热器—温室型干燥器 集热器—温室型干燥器 太阳能海水淡化 太阳能海水淡化 太阳能海水淡化太阳能海水淡化地球上的水量虽然很大，但是97％是海水，淡水仅占 3 ％，而且分布不均匀，有的地方淡水资源极为缺乏。尤其对于一些缺乏饮用水的海岛和内陆干旱地区，淡水已成为人、畜生存的重要问题。 太阳能海水淡化太阳能海水淡化最早的太阳能蒸馏器，有资料可查的为智利于1872年所建，集热面积为 4450 m2，日产淡水17.7吨。这座太阳能蒸馏器沿用了38年，至1910年止。 我国于1977年在海南岛上建成一座面积为385m2 的太阳能海水蒸馏试验装置，日产淡水1吨左右。 太阳能池式蒸馏器 太阳能池式蒸馏器 平板型多效太阳能蒸馏器 平板型多效太阳能蒸馏器 太阳能咸水淡化温室 太阳能咸水淡化温室 太阳能制冷和空调 太阳能制冷和空调 太阳能制冷和空调太阳能制冷和空调利用太阳能作为动力源来驱动制冷或空调装置有着诱人的前景，因为夏季太阳辐射最强，也是最需要制冷的时候。这与太阳能采暖正好相反，越是冬季需要采暖的时候，太阳辐射反而最弱。 太阳能制冷和空调太阳能制冷和空调太阳能制冷可以分为两大类，一类是先利用太阳能发电，而后再利用电能制冷；另一类则是利用太阳能集热器提供的热能去驱动制冷系统。 最常用的制冷系统有吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能吸收式制冷系统一般采用溴化锂—水或氨—水作工质。 太阳能氨水吸收式制冷系统 太阳能氨水吸收式制冷系统 太阳能吸附式制冷太阳能吸附式制冷太阳能吸附式制冷的原理和普通吸附式制冷的原理一样。 与吸收式制冷相比，其结构简单，但制冷量较小，适合于作太阳能冰箱。 利用太阳能既采暖又空调是太阳能热利用的主要方向之一。 太阳能热水、采暖、空调 综合系统示意图 太阳能热水、采暖、空调 综合系统示意图 太阳池太阳池太阳池太阳池太阳池是一种人造盐水池。它利用具有一定盐浓度梯度的池水作为太阳能的集热器和蓄热器，从而为大规模地廉价利用太阳能开辟了一条广阔的途径。太阳池太阳池太阳池接收太阳热力将之贮存于近100℃的自然或人为的池中。这个池的不同深度，各有不同浓度的盐份组成。这种分层的盐份层可阻碍热的对流，而将来自太阳的辐射热捕捉在池的底层。池底层的热则可作为发电的能源。目前以色列就运用这种发电方式。 太阳池工作原理 太阳池工作原理 太阳池的应用 太阳池的应用 太阳池的贮热量很大，可以用来采暖、制冷和空调。许多国家都利用太阳池为游泳池提供热量或为健身房供暖，或用于大型温室。其中利用太阳池发电是最为吸引人的。 环境问题环境问题任何动物(包含人)，若是误闯入太阳池，将有致命的危险。 要避免太阳池的盐份，污染地下水和土壤。 为避免太阳池中出现藻类，池内要加入毒性物质。 太阳能热动力发电太阳能热动力发电太阳能热发电太阳能热发电太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。 根据太阳能热动力发电系统中所采用的集热器的型式不同，该系统可分为分散型和集中型两大类。 太阳能热发电太阳能热发电分散型发电系统是将抛物面聚光器配置成很多组，然后把这些集热器串联和并联起来，以满足所需的供热温度。 集中型发电系统也称为塔式接受器系统，它由平面镜、跟踪机构、支架等组成定日镜阵列，这些定日镜始终对准太阳，把入射光反射到位于场地中心附近的高塔顶端的接受器上。 null塔式太阳能热动力 发电的示意图 nullnullnullnull太阳坑发电技术 太阳坑发电技术 它是在地面挖一个球形大坑，坑壁贴上许多小反射镜，使大坑成一个巨大的凹面半球镜，它将太阳能聚焦到接受器，以获得高温蒸气。试验证实太阳坑发电的是可行的。 太阳坑发电示意图 太阳坑发电示意图 太阳能烟囱发电 太阳能烟囱发电 它是在一大片圆形土地上盖满玻璃，圆中心建一高大的烟囱，烟囱底部装有风力透平机。透明玻璃盖板下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走，驱动风力透平机发电。 null太阳能烟囱发电示意图 太阳能光利用 太阳能光利用 null国际空间站 null嫦娥二号发射过程 嫦娥二号 搭载的CCD立体相机 搭载的γ射线谱仪 null嫦娥二号展开太阳能帆板太阳能光利用太阳能光利用利用太阳光发电是人类梦寐以求的愿望。从1950年代太阳能电池的空间应用到如今的太阳能光伏集成建筑，世界光伏工业已经走过了半个世纪的历史。 由于太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其它常规能源所不具备的优点，光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。太阳能光利用太阳能光利用太阳能光利用最成功的是用光—电转换原理制成的太阳电池（又称光电池）。 太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。 太阳电池太阳电池最早问世的太阳电池是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的存在，可说是取之不尽。用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。 目前已进行研究和试制的太阳电池，除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池。太阳能电池发电原理 太阳能电池发电原理 常用太阳电池按其材料可以分为：晶体硅电池、硫化镉电池、硫化锑电池、砷化镓电池、非晶硅电池、硒铟铜电池、叠层串联电池等。 晶体硅电池应用最广，其中单晶硅的光电转换效率实验室已高达24.2%，工厂规模化生产的单晶硅电池其效率在12%以上。 P型单晶硅太阳电池结构 P型单晶硅太阳电池结构 太阳能电池发电原理太阳能电池发电原理当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁成为自由电子，在P-N结两侧集聚形成电位差；当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程实质上就是光子能量转换成电能的过程。 太阳能电池发电原理太阳能电池发电原理单晶硅太阳电池生产过程单晶硅太阳电池生产过程太阳电池太阳电池各种不同材料制成的太阳电池所吸收的太阳光谱是不同的，将不同材料的电池串联起来，可以充分利用太阳光谱的能量，大大提高太阳电池的效率。 叠层串联电池的研究已引起世界各国的重视，成为最有前途的太阳电池。太阳电池太阳电池太阳电池重量轻，无活动部件，使用安全。单位质量输出功率大，即可作小型电源，又可组合成大型电站。 目前其应用已从航天领域走向各行各业，走向千家万户，太阳能汽车，太阳能游艇，太阳能自行车，太阳能飞机都相继问世，它们中有的已进入市场。 对人类最有吸引力的是所谓太空太阳站。 薄如纸片的太阳电池薄如纸片的太阳电池空间电站空间电站——未来能源基地太阳空间电站太阳空间电站随着地球上石油、煤炭资源的日益枯竭和环境污染的不断加剧，人类把目光投向太空。 预计到下个世纪初将建成空间电站，以解决日益紧张的能源问题。 太阳空间电站太阳空间电站空间电站实际上是利用太阳能发电的卫星，这些卫星表面覆盖有太阳能电池板，能够吸收积聚大量太阳能并将其转化为电能，通过微波束将电能传送回地面。 太阳空间电站太阳空间电站它是由永远朝向太阳的太阳电池列阵、把直流电转换成微波能的微波转换站和发射微波束能的列阵天线等三部分组成。 通过天线以微波形式向地面输电。在地面上则要建一个面积达几十平方公里的巨型接受系统。太阳空间电站太阳空间电站太空太阳电站是十分巨大的。据计算，一座8×1010 W的太空太阳电站，其太阳电池的列阵面积即达64km2，要装配几百亿个电池片，把微波发往地球的天线列阵面积需2.6 km2。 在近地轨道 直接组装太阳能电站在近地轨道 直接组装太阳能电站太阳空间电站太阳空间电站空间发电有两大优点： 一是可以充分利用太阳能，同时又不会污染环境。二是 不用架设输电线路，可直接向空中的飞船和飞机提供电力，也可向边远的山区、沙漠和孤岛送电。 科学家预测，一旦建成空间电站，人类可以不断获得能源，地球能源利用将产生革命性变化。碰到的问题碰到的问题空间运输成本问题 。法国电力公司课题研究部顾问吕西安·德尚说，要使太阳能卫星变得可行，空间运输成本最少也得降低99％。 碰到的问题碰到的问题能量转换的效率问题 。美国慕尼黑理工大学空间技术研究所名誉所长哈里·鲁普认为，在把太阳能输送到地球的过程中存在能量转换的效率问题。他还担心微波束可能会把经过其传输路径的鸟或人"烤熟"并可能引起电磁干扰，扰乱飞机的雷达系统。太阳能发电系统 太阳能发电系统 太阳能电源是由太阳能电池发电，经蓄电池贮能，从而给负载供电的一种新型电源。 广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路。 可为无电山区、村庄、海岛提供电力。 null日本“IKAROS”飞船是世界上第一个采用混合动力太阳帆的空间探测器——动力一部分来自于光压(solar pressure)，一部分来自于传统太阳能。薄膜展开后宽度约14米，会驱使飞船以最高每秒100米的速度飞行。 太阳帆完全展开 太阳供电系统太阳供电系统太阳能供电系统的特点 太阳能供电系统的特点 太阳能电源可分为直流供电系统和交直流供电系统两种。 不必拉设电线，不必挖开马路，安装使用方便； 一次性投资，可保证二十年不间断供电（蓄电池一般为5年需更换）； 免维护，无任何污染。 直流供电系统直流供电系统交直流供电系统 交直流供电系统 太阳能供电系统太阳能供电系统 我国光伏工业现状、发展前景 我国光伏工业现状、发展前景在国家实施西部大开发战略和国内绿色环保工业开始升温的背景下，近几年中国光伏工业保持了较快的增长速度，正向光伏工业世界十强挺进。 对比国内外光伏工业的发展实践，中国亟需一个统一的国家光伏发展计划来指导我国未来光伏工业的发展。 太阳能新产品太阳能新产品太阳能是目前发展最快的能源。世界能源专家认为，太阳能将是21世纪的主要能源。 太阳能具有蕴藏丰富、可再生、世界各地均可独立开采、不污染环境等优点。 世界各国竞相开发利用，各种太阳能产品纷纷问世。太阳能新产品太阳能新产品太阳能冰箱：印度研制成功一种太阳能冰箱。在平底的太阳能收集器里，盛有氨和水的溶液，太阳光把氨从液体中蒸馏出来，并在另一个容器里冷藏下来。晚间把液态氨送到冰箱管道里，氨吸收热量使冰箱内部冷却下来。 太阳能新产品太阳能新产品太阳能空调器：日本夏普电器公司制造的太阳能空调器，当天气晴朗时，全部动力都由太阳能电池供应；多云或阴天时使用一般电源。 太阳能电视机：芬兰生产的太阳能电视机，只要白天把半导体硅电池放在阳光下，晚上不需要用电便可观看电视，可连续使用3～4小时。 太阳能空调器太阳能空调器太阳能新产品太阳能新产品太阳能换气扇：日本新近推出一种太阳能楼房专用换气扇，安装在有太阳能电池板的窗框上。太阳能电池产生的电流能驱动换气扇旋转，换气能力达每分钟1m3。 太阳能收音机：德国开发研制成功一种太阳能收音机，它能把太阳能转变成直流电，作收音机的能源。null太阳能换气扇nullnull太阳能新产品太阳能新产品太阳能电话机：在法国的图尔市，新建了世界上第一批太阳能电话机。设有这种电话机的电话亭的顶端装设了太阳能电池，电话机完全依靠太阳能作无线通讯的能源。这种电话机话音清晰，无通话障碍。它将在法国各公路沿线普遍设立。英国一家无线电公司，也研制成功了类似的电话机。 null太阳能新产品太阳能新产品太阳能照像机：日本研制成功世界上第一架太阳能照像机，重最仅475克，机内装有高效太阳能电池板和蓄电池，蓄足电力可连续使用4年。美国一家公司也生产出了一种新型的135照像机，其动力由太阳能电池板供应，只要有光线就能提供能源。 太阳能新产品太阳能新产品太阳能汽车：日本东京电机大学最近设计出一种轻型太阳能轿车，其车顶上安装了两组蓄电池，利用太阳光充电后交替使用。一组蓄电池充电后可行驶110公里，夏季日照最长季节可达150公里，最适宜于日照时间长的地区使用。不用燃油，不污染环境。 太阳能汽车太阳能汽车太阳能新产品太阳能新产品太阳能自行车：美国科学家最近设计出了一种太阳能自行车。它在普通自行车上装一块由44个光电池组成的电池板，还装置一个铝蓄电池和功率为0.5马力的小型电动机。这种两用车在平地上行走时可用脚蹬，在上坡或身体疲乏时，则可开启电动机驱动自行车加速行驶。 太阳能新产品太阳能新产品太阳能牙刷：日本科学家最近开发研制出一种太阳能牙刷。在这种牙刷的柄腔内放置一定数量的二氧化钛，经太阳光照射后钛的氧化物会放出电子束，这种电子束使牙齿及其周围形成微小电场，并使牙刷的刷丝硬化。由于电磁效应和机械作用，可迅速清除粘贴在牙齿上的污垢。 太阳能利用的优点太阳能利用的优点普遍性，太阳光照射的面积散布在地球大部分角落，仅入射角不同造成光能差异，不会被少数国家或地区垄断，造成无谓的能源危机。 永久性，太阳的能量极其庞大，科学家计算出至少有六百万年的期限，对于人类而言，这样的时间可谓是无限。太阳能利用的优点太阳能利用的优点无污染性，现今使用最多的矿物能源，其滋生的问题不外是废物的处理，物体不灭，能源耗竭越多，产生污染也相对增加，太阳能则无危险性及污染性。太阳能利用的优点太阳能利用的优点在人类与自然和平共处的原则下，使用太阳能最不伤和气，且若设备使用得当，装置成后所需费用极少，而每年至少可生1×1017千瓦的电力。 太阳能利用的缺点 太阳能利用的缺点 稳定性差，受日夜季候的影响，太阳能不断地发生变化。 装置成本过高，吸收太阳能的受光面积须达一定规模方有效果，因此相对地成本提高。 有人针对太阳能的污染问题提出“目视污染”，意即庞大的太阳能收集器造成视觉上的污染。太阳能发电的前景太阳能发电的前景专家预测，到2050年，全世界消耗电量的1／4将是太阳电；到21世纪末，可能会达到50％以上。到那时候，人类居住的房屋将发展成金字塔型。因为外壁用“非晶硅太阳能砖”砌成的这种形状的住宅，可用最大面积采光发电，并用高效的贮电装置贮存起来供人们使用。 太阳能发电的前景太阳能发电的前景人类将在宇宙空间建设大型的太阳能发电厂，卫星上的电能将通过微波输电设备，源源不断地送回地球，且损耗率低于2 ‰，人们再也不用为地球上能源枯竭和污染问题而发愁了。产生工业三废（废水、废气、废渣）的大批火力发电厂也将退出历史舞台，人类的家园将更加美好。