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太陽能一般指太陽光的輻射能量," style="color: rgb(0, 176, 240); text-decoration: underline;">太陽能板主要是利用太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學轉(zhuǎn)換叁種主要方式,我們現(xiàn)今所使用的能源,有些直接來自太陽,有些是太陽能轉(zhuǎn)化的能源,像水能、風能、生物能,有些是早期由太陽能轉(zhuǎn)化來的一直儲存在地球上的能源,像煤炭、石油這樣的化石燃料。
太陽能是一種輻射能,具有即時性,必須即時轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能利用和貯存.將太陽能轉(zhuǎn)換成不同形式的能量需要不同的能量轉(zhuǎn)換器,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,利用光伏效應太陽電池可以將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,通過光合作用植物可以將太陽能轉(zhuǎn)換成生物質(zhì)能,等等.原則上,太陽能可以直接或間接轉(zhuǎn)換成任何形式的能量,但轉(zhuǎn)換次數(shù)越多,最終太陽能轉(zhuǎn)換的效率便越低。
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面.選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發(fā)射比,吸收太陽輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面.這種吸收面由選擇性吸收材料制成,簡稱為選擇性涂層.它是在本世紀40年代提出的,1955年達到實用要求,70年代以后研制成許多新型選擇性涂層并進行批量生產(chǎn)和推廣應用,目前已研制成上百種選擇性涂層.我國自70年代開始研制選擇性涂層,取得了許多成果,并在太陽集熱器上廣泛使用,效果十分顯著。
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便.將太陽能轉(zhuǎn)換為電能是大規(guī)模利用太陽能的重要技術(shù)基礎(chǔ),世界各國都十分重視,其轉(zhuǎn)換途徑很多,有光電直接轉(zhuǎn)換,有光熱電間接轉(zhuǎn)換等.這里重點介紹光電直接轉(zhuǎn)換器件--太陽能電池.世界上,1941年出現(xiàn)有關(guān)硅太陽電池報道,1954年研制成效率達6%的單晶硅太陽電池,1958年太陽電池應用于衛(wèi)星供電.在70年代以前,由于太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間.70年代以后,對太陽電池材料、結(jié)構(gòu)和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規(guī)模逐漸擴大,但從大規(guī)模利用太陽能而言,與常規(guī)發(fā)電相比,成本仍然大高。
目前,世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池24%(4cm2),多晶硅電池18.6%(4cm2), InGaP/GaAs雙結(jié)電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8(穩(wěn)定),碲化鎘電池15.8%, 硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%。
氫能是一種高品位能源.太陽能可以通過分解水或其它途徑轉(zhuǎn)換成氫能,即太陽能制氫,其主要方法如下:
1、太陽能電解水制氫.電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高(75%-85%),但耗電大,用常規(guī)電制氫,從能量利用而言得不償失.所以,只有當太陽能發(fā)電的成本大幅度下降后,才能實現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫。
2、太陽能熱分解水制氫.將水或水蒸汽加熱到3000礙以上,水中的氫和氧便能分解.這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度,一般不采用這種方法制氫。
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