爱华网太阳能的开发与利用
摘要：太阳能是一种取之不竭、用之不尽的新型洁净能源，在未来有着广阔的前景，本文介绍了太阳能的原理，太阳能的历史，太阳能利用基本方式，并对太阳能前景进行了分析。
关键字：太阳能，利用方式，前景
引言：太阳能（Solar），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能的资源是风能资源的100倍，这是取之不尽用之不竭的资源。太阳能作为一种用之不竭又到处可取的无污染的清洁能源成为了人类首选的可再生能源。
一 太阳能的原理
现在，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
二 太阳能的利用方式
（1）光热利用
它的基本原来是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（＜200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（＞800℃）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。
（2）太阳能发电
未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。
①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。
②光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
（3）光化利用
这是一种利 用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。
（4）光生物利用
通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。
三 太阳能的利用前景
目前人类所消耗的能源的７０％来自煤、石油、天然气等化石燃料，在现有技术条件下，化石能源的大量使用给地球环境造成了严重危害，使人类生存空间受到了极大的威胁。科学家预言，尽管化石燃料能源未来仍将占有相当大比重，但其一统天下的局面将逐渐结束（地球上２亿年形成的化石燃料，大体只够人类使用３００余年），可再生的清洁能源可望撑起未来世界能源供给的半壁江山。
科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。一旦太阳能在全世界范围内得到广泛的利用，就能降低因使用化石能源所造成的环境污染，大大的改善环境。资料显示：太阳每分钟射向地球的能量相当于人类一年所耗用的能量。目前太阳能利用转化率约为１０％～１２％。据此推算，到２０２０年全世界能源消费总量大约需要２５万亿立升原油，如果用太阳能替代，只需要约９７万公里的一块吸太阳能的“光板”就可实现。“宇宙发电计划”在理论上是完全可行的。
科学家预言：未来大规模的太阳能开发利用，有可能开辟新能源领域，从而将人类带出传统的燃火时代。
随着科学的发展，我们认为太阳能不仅可作太阳能热水器，作太阳灯，可利用太阳能来建立太阳能发电站等等。我们想太阳能还可汽车的能源，可作飞机的能源，许多的与生活有关的能源我们都可首先考虑太阳能，真正让我们的世界成为一个无污染的世界，成为一个清洁、碧树绿草、开满鲜花的乐园。我们期待这一天的来到来。
四 结论
当今世界面临传统能源的储备危机。以及燃烧由此产生的环境问题已经成了全世界人民共同关注的两个涉及人类的生存和发展的世界性问题。因此开发一种储备大、能供人类长期使用而且燃烧无污染的新环保能源自然而然也就成了目前最迫切需要解决的问题了。太阳能作为一种新型能源，其使用价值越来越为人们所重视，它无限的储备量以及环保、无污染的特点，堪称是新型能源的典范，是一种具有无限发展前景的能源。
五 参考文献：
[1]朱国才;;我国能源及新能源利用现状及发展趋势[A];2005年中国镁盐生产节能降耗、利用新能源高峰研讨会论文集[C];2005年
[2] 李建海;太阳能的开发与我国的可持续发展[J];兰州教育学院学报;2003年03期
[3] 王炳忠,张富国,李立贤;我国的太阳能资源及其计算[J];太阳能学报;1980年01期
