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有哪些方法和手段可以得到区域的太阳辐射能,各自优缺点如何

来源:新能源网
时间:2024-08-17 13:26:44
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有哪些方法和手段可以得到区域的太阳辐射能,各自优缺点如何热心网友:太阳辐射能的直接利用,基本上有四种方式。1、光-热转换光热转换的基本原理是将太阳辐射能收集起来,利用温室效应来加热

热心网友:太阳辐射能的直接利用,基本上有四种方式。1、光-热转换光热转换的基本原理是将太阳辐射能收集起来,利用温室效应来加热物体而获得热能。这是目前技术最为成熟、成本最为低廉、因而应用最为广泛的形式。例如地膜、大棚、温室等。目前使用较多的太阳能收集装置有两种:一种是平板型集热器,例如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器以及箱式太阳灶等;另一种是聚焦型集热器,例如太阳能开水器、太阳能理疗器以及反射式太阳灶、高温太阳炉等。 2、光-电转换光电转换即将太阳能转换成电能。目前,太阳能发电有两种方式:光一热一电转换方式:利用太阳辐射热能发电,一般是由太阳能集热器将吸收热后产生的蒸汽,驱动汽轮机发电,其中后一过程与火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率低而成本高,其成本至少比普通火电站高5~10倍。光一电直接转换方式:其基本原理是利用光生伏打效应,将太阳辐射能直接转换成电能。光一电转换的主要装置就是太阳能电池,它适用于电子仪表、光电信号器件、无人中继站、高山气象站、人造卫星、宇宙飞船等,尤其可以分散在边远山区、沙漠、海岛和农村使用,以节省一些造价很高的输电线路。3、光-化学转换利用太阳辐射能直接分解水制氢,是一种很有前途的光—化学转换方式。另外,利用太阳能中的紫外线处理不能降解的“白色污染”-塑料包装,大大降低了治理费用。4、光—生物质转换主要是通过地球上众多植物的光合作用,将太阳辐射能转化为生物质能。其中大面积培植速生薪柴林,平均每年可以增高1m以上,不仅可以大大改善陆地绿化状况,减少大气污染,而且还可供给广大农村和偏远地区的炊事和生活用能。特别是,利用秸秆的气化燃烧,还可以用来进行小规模发电,满足家庭用电需要。此外,在海洋上大面积繁殖藻类,更可以解决全球日益增长的食品需要,尤其是补充蛋白质的不足,都将对于保证人类社会能够健康、平稳地可持续发展作出巨大的贡献。五、太阳能利用所涉及的技术问题根据太阳能的特点,必须解决以下四个基本技术问题,才能有效地加以利用。1、 太阳能采集 2、太阳能转换 3、太阳能贮存 4、太阳能输运太阳能开发利用是当今国际上一大热点,经过最近20多年的努力,太阳能技术有了长足进步,太阳能利用领域已由生活热水,建筑采暖等扩展到工农业生产许多部门,人们已经强烈意识到,一个广泛利用太阳能和可再生能源的新时代——太阳能时代即将来到。--------------太阳能的特点1、太阳能资源的优点:与常规能源相比较,太阳能资源的优点很多,并且都是一般的常规能源所无法比拟的。概括起来,可以归纳为以下四个方面:1)数量巨大:每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤或3600Q,即约为目前全世界所消费的各种能量总和的1×104倍。2)时间长久:根据天文学的研究结果,可知太阳系已存在大约50亿年左右。太阳能的根源是在太阳内部的高温(~2×107K)和高压(~3×1016Pa)条件下进行的由四个氢原子核聚变成一个氦原子核的热核反应。根据目前太阳辐射的总功率以及太阳上氢的总含量进行估算,尚可继续维持1011年之久。对于人类存在的年代来说,确实可以认为是“取之不尽,用之不竭”的。3)普照大地:太阳辐射能“送货上门”,既不需要开采和挖掘,也不需要运输。普天之下,无论大陆或海洋,无论高山或岛屿,都“一视同仁”。既无“专利”可言,也不可能进行垄断,开发和利用都极为方便。4)清洁安全:太阳能素有“干净能源”和“安全能源”之称。它不仅毫无污染,远比常规能源清洁;也毫无危险,远比原子核能安全。2 太阳能资源的缺点太阳能资源虽然具有上述几方面常规能源所无法比拟的优点,但也存在着相当严重的缺点和问题,主要有以下三个方面:1)分散性:到达地球表面的太阳辐射能的总量尽管很大,但是能流密度却很低。平均说来,北回归线附近夏季晴天中午的太阳辐照度最大,约为l.1~1.2kW•m-2,即投射到地球表面1m2面积上的太阳能功率仅为1kW左右;冬季大致只有一半,而阴天则往往只有1/5左右。因此,想要得到一定的辐射功率,就只有两种可行的办法:或者使采光面积增大,或者使采光面的集光比增大(即提高聚焦程度)。但是前者将需占用较大的地面,而后者则会使成本大大提高。2)间断性和不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴阴云雨等随机因素的影响,太阳辐射既是间断的又是不稳定的。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的独立能源,就必须很好地解决贮能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用。但就目前而论,贮能恰好是太阳能利用中最薄弱的环节之一。3)效率低和成本高:就太阳能利用的目前发展水平来说,有些方面虽然在理论上是可行的,技术上也是成熟的,但是因为效率普遍较低,成本普遍较高,所以经济性较差,还不能(至少不容易)与常规能源相竞争。在今后相当长的一段时期内,太阳能利用的进一步发展,或是大规模的推广使用,主要受到经济性的制约。因此,当前的研究重点之一,就是尽可能地提高效率和降低成本,加强经济上的竞争力。

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