科学利用太阳能 造福人类千万代
- 2020/12/17 13:50:47 30836
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表下游】你看过《流浪地球》吗？在电影中，科学家发现太阳系急剧衰减可能会吞噬整个太阳系，于是提出一个大胆的计划：在地球的表面建成数以万计的行星发动机和转向发动机，燃烧足够多的物质让地球达到逃逸速度，并从太阳系中脱离出去。
不过，在现实中，地球可不是想跑就能跑的。地球必须和太阳保持恰当的距离，以保证适当的生存温度并获取足够的能量。正是这恰当的距离，才让地球上诞生了人类文明。
我们庞大的社会机器要维持正常运转，所消耗的大部分能源，包括煤炭、石油和天然气都是化石能源。炼钢炼铁离不开煤炭；出门开车需要的汽油、柴油都来自于石油提炼；家里做饭、冬天供暖则大多需要燃烧天然气来产生热量……
我们的生活离不开化石能源，但是无节制地大规模使用化石能源会带来严重的环境污染。化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物，当它们在空气中积累的浓度很高后就会产生酸雨。空气扩散条件不好时，还会造成雾霾。臭氧层空洞、变暖、危害人体健康等一系列问题，就会层出不穷。
我们需要蓝天，需要舒适的生活环境，那就需要改变传统的能源利用方式，从一味地依靠化石能源，转而多途径利用清洁可再生的能源，如风能、太阳能、氢能、潮汐能、生物质能和地热能。这其中储量丰富的太阳能是目前我们常使用的再生能源之一。
太阳能是太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能。从某种程度上讲，太阳能可以说取之不尽用之不竭，每年到达地球表面的太阳辐射能大约是130万亿吨标准煤
与此同时，太阳能在目前的能源装机中起到越来越重要的作用。2011年时我国在新增的装机容量中占的比重非常小，到2017年我们的新增的装机容量已经达到世界的50%以上。截至2019年底，我国的太阳能光伏的装机容量已经超过2亿千瓦，相当于十几个三峡水电站。
太阳能除了能量巨大外，还有许多的优点，例如可再生性。而且，其他几乎所有再生能源的再生性，其实都来源于太阳能的再生性。同时，太阳能在时间上是长久的，对于人类而言，可以说是无限的。太阳能也是广泛的，整个地球表面几乎都能照射到太阳光。相比于其他能源来说，太阳能也是安全可靠的。
太阳能作为一种自然能源，以其储量丰富且无污染性的独特优势，被公认为未来具竞争性的能源之一。因此，更加充分地开发和利用太阳能能够让我们更好地保持自然平衡，充分体现可持续发展和人类回归自然的理念。
目前，太阳能发电有两种技术，第一种技术是把太阳能转化为电能，叫太阳能光伏发电。生活中我们常能看到屋顶、路灯上有很多太阳能电池板。这些电池板主要有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、聚光光伏电池和薄膜电池等几种。应用比较广泛的有单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池，其中单晶硅太阳能电池的发电效率可以达到20%以上。在实验室里，太阳能光伏发电效率已经能达到45%以上。
太阳能同样可以运用于高科技技术，比如把太阳能光伏板安装在停车棚上，给电动汽车提供电源。可以说，有了这项技术，有太阳的地方，就有动力。我们的卫星和登月的月球车就是由太阳能来提供电源的，也许在不久的将来，还可能研发出太阳能汽车、太阳能飞机、太阳能公路以及太阳能充电器等新技术。
另外一种利用技术就是把太阳能转化为热能。太阳能直接产生高温蒸汽，再转为他用，这在工业上有许多的应用。如将太阳能真空管放到屋顶，产生热水可供洗澡；聚光太阳能和线性太阳能集热器，让我们不用烟熏火燎就能实现户外烧烤。总之，只有你想不到的，没有做不了的。
太阳能热发电被认为是发电稳定、对电网冲击小并可实现大规模发电的绿色能源利用技术，具有很好的发展前景。目前，如何提高太阳能热发电效率、降低发电成本是太阳能热发电研究的焦点。
太阳能也可以应用于太阳能光催化制氢，利用半导体的特殊性能，我们把半导体材料放到水中，太阳能激发电子跃迁，形成还原氧化活性的电子空穴对，在水中能够置换出氢气，可以用来发电并制取液体燃料，等等。
未来的能源形势是多种多样的，多能源互补的太阳能利用技术是发展趋势所在。实现多元转化，让太阳能成材料也可以用来发电，与我们目前的能源网络多功能利用形成能源互联网，使我们的生活变得更加便利。
资料来源：中国科普博览
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