太陽能給人類提供什么

【專家解說】：太陽表面溫度高達6000℃，內部不斷進行核聚變反應，并且以輻射方式向宇宙空間發(fā)射出巨大的能量。據(jù)估計，每三天太陽向地球輻射的能量，就相當于地球所有礦物燃料能量的總和。人類利用太陽能有三個途徑：光熱轉換、光電轉換和光化轉換。 光熱轉換 光熱轉換即靠各種集熱器把太陽能收集起來，用收集到的熱能為人類服務。 早期最廣泛的太陽能應用是將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬個太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統(tǒng)主要包括收集器、儲存裝置及循環(huán)管路三部分。 利用太陽能作冬天采暖之用，在許多寒冷地區(qū)已使用多年。因寒帶地區(qū)冬季氣溫甚低， 室內必須有暖氣設備，若要節(jié)省化石能源的消耗，可設法利用太陽能。大多數(shù)太陽能暖房使用熱水系統(tǒng)，也有使用熱空氣系統(tǒng)的例子。太陽能暖房系統(tǒng)由太陽能收集器、熱存儲裝置、輔助能源系統(tǒng)及室內暖房風扇系統(tǒng)組成。太陽輻射熱經過收集器內的工作流體儲存，然后向房間供熱。 目前，美國已興建100多萬個主動式太陽能采暖系統(tǒng)和超過25萬個依靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅。 光電轉換 光電轉換即將太陽能轉換成電能。目前，太陽能用于發(fā)電的途徑有二：一是熱發(fā)電，就是先用聚熱器把太陽能變成熱能，再通過汽輪機將熱能轉變?yōu)殡娔?；二是光發(fā)電，就是利用太陽能電池的光電效應，將太陽能直接轉變?yōu)殡娔埽▓D1所示是一種利用太陽能電池提供動力的太陽能飛機）。 圖1 太陽能飛機 太陽能電池的主要原理是：通過使用半導體材料，將較薄的N型半導體置于較厚的P型半導體上，當光子撞擊該裝置的表面時，P型和N型半導體的接合面有電子擴散產生電流，可利用上下兩端的金屬導體將電流引出利用。目前，太陽能電池的成本還較高，要達到足夠的功率，需要相當大的面積放置電池。 1953年，美國貝爾實驗室研制出世界上第一個硅太陽能電池，轉換效率為0.5％，1994年太陽能電池的轉換效率已提高到17％。 光化轉換 光化轉換即先將太陽能轉換成化學能，再轉換為電能等其他能量。我們知道，植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現(xiàn)自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧秘，便可實現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電。目前，太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。