太陽(yáng)能有多少種能源轉(zhuǎn)化形式？

發(fā)布日期：2022-01-22 00:00 來(lái)源：http://m.thamestown.cn 點(diǎn)擊：

太陽(yáng)能一般指太陽(yáng)光的輻射能量，太陽(yáng)能板主要是利用太陽(yáng)能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式，我們現(xiàn)今所使用的能源,有些直接來(lái)自太陽(yáng),有些是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的能源,像水能、風(fēng)能、生物能,有些是早期由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化來(lái)的一直儲(chǔ)存在地球上的能源,像煤炭、石油這樣的化石燃料。

太陽(yáng)能是一種輻射能,具有即時(shí)性,太陽(yáng)能板必須即時(shí)轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能利用和貯存.將太陽(yáng)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(guò)吸收面可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能,利用光伏效應(yīng)太陽(yáng)電池可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能,通過(guò)光合作用植物可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成生物質(zhì)能,等等.原則上,太陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)換的效率便越低。

太陽(yáng)能板-熱能轉(zhuǎn)換

黑色吸收面吸收太陽(yáng)輻射,可以將太陽(yáng)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(yáng)能吸收面.選擇性吸收面具有高的太陽(yáng)吸收比和低的發(fā)射比,吸收太陽(yáng)輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽(yáng)能吸收面.這種吸收面由選擇性吸收材料制成,簡(jiǎn)稱(chēng)為選擇性涂層.它是在本世紀(jì)40年代提出的,1955年達(dá)到實(shí)用要求,70年代以后研制成許多新型選擇性涂層并進(jìn)行批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用,目前已研制成上百種選擇性涂層.我國(guó)自70年代開(kāi)始研制選擇性涂層,取得了許多成果,并在太陽(yáng)集熱器上廣泛使用,效果十分顯著。

太陽(yáng)能板-電能轉(zhuǎn)換

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(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能是大規(guī)模利用太陽(yáng)能的重要技術(shù)基礎(chǔ),世界各國(guó)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(diǎn)介紹光電直接轉(zhuǎn)換器件--太陽(yáng)能電池.世界上,1941年出現(xiàn)有關(guān)硅太陽(yáng)電池報(bào)道,1954年研制成效率達(dá)6％的單晶硅太陽(yáng)電池,1958年太陽(yáng)電池應(yīng)用于衛(wèi)星供電.在70年代以前,由于太陽(yáng)電池效率低,售價(jià)昂貴,主要應(yīng)用在空間.70年代以后,對(duì)太陽(yáng)電池材料、結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進(jìn)展,地面應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大,但從大規(guī)模利用太陽(yáng)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(yáng)電他的實(shí)驗(yàn)室效率最高水平為：?jiǎn)尉Ч桦姵?4％（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(jī)納米電池10．96％。

太陽(yáng)能板-氫能轉(zhuǎn)換

氫能是一種高品位能源.太陽(yáng)能可以通過(guò)分解水或其它途徑轉(zhuǎn)換成氫能,即太陽(yáng)能制氫,其主要方法如下：

1、太陽(yáng)能電解水制氫.電解水制氫是目前應(yīng)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(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電的成本大幅度下降后,才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫。

2、太陽(yáng)能熱分解水制氫.將水或水蒸汽加熱到3000K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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