? asked in 科學及數學其他 - 科學 · 1 decade ago

太陽能的原理

太陽能的原理是什麽?

我們生活裏有什麽使用太陽能的?

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  • 1 decade ago
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    太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等等。

    利用太陽能的方法主要有:

    使用太陽能電池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能

    使用太陽能熱水器,利用太陽光的熱量把水加熱

    利用太陽光的熱量加熱水,並利用熱水發電

    利用太陽能進行海水淡化

    現在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛星提供能源方面得到了很好的應用。

    目前,全球最大的屋頂太陽能面板系統位於德國南部比茲塔特(Buerstadt),面積為四萬平方公尺,每年的發電量為450萬千瓦時。

    日本為了達成京都議定書的二氧化碳減量要求,全日本都普設太陽能光電板,位於日本中部的長野縣飯田市,居民在屋頂設置太陽能光電板的比率甚至達2%,堪稱日本第一。

    光電轉換

    光電轉換又稱太陽能光伏。太陽能板是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如矽)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算機提供能源,較大的光伏系統可為房屋照明,並為電網供電。

    太陽能板可以製成不同形狀,而又可連接,以產生更多電力。近年,天台及建築物表面開始使用光伏板組件,被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。

    光熱轉換

    現代的太陽能科技將陽光聚合,並運用其能量產生熱水、蒸汽和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外,建築物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。

    太陽能的優點

    在光照充足的地區,太陽能的供應源源不斷,生產過程不會產生環境污染,又不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應。太陽能能源取自於太陽,來源源源不絕,太陽能為良好能源如同水力或風力,各處皆積極發展太陽能.

    太陽能的缺點

    首期資本投資不菲。 除此之外,在許多陰雨綿綿的地區、或是日照短的,很難完全靠太陽能供應,投資報酬率較低。另外,除非有大量的太陽能板,不然目前仍然難以產生大量電源供給使用是其缺點。

    世界各國對太陽能的政策

    澳洲

    2006年發表「陽光電城計劃」(Solar Cities initiative),目前已有聖地愛麗絲泉、阿得雷德、湯士維爾與布萊克頓四個城市獲取政府補助打造太陽能發電系統城市。

    西班牙

    2007年3月30日,歐洲第一座商業太陽能發電廠(PS10 solar power tower)啟用,這座電廠自2001年7月於西維爾(Seville)南方25公里的桑路卡拉馬尤(Sanlucar la Mayor)開始興建,直到2005年12月31日完工,費時4年多建造完成。

    美國

    2006年8月,美國加州參院以36票對4票獲得壓倒性的勝利,通過「百萬太陽能屋頂法案」,法案計劃在未來10年,在加州百萬個屋頂上裝設太陽能發電系統,將太陽能發電的上限由0.5%提升為2.5%,整個計劃總發電規模將達300萬千瓦。

    中國

    2005年9月,上海市政府公佈「上海開發利用太陽能行動計劃」。

    2006年6月,中國成立風能太陽能資源評估中心。

    台灣

    2000年1月26日,經濟部能源局頒佈實施「太陽能熱水系統推廣獎勵辦法」,於2004年1月22日廢止。

    2000年5月31日,經濟部發佈「太陽光電發電示範系統設置補助辦法」。

    2005年12月26日立法院經濟委員會初審通過「再生能源發展條例草案」。

    太陽能的供應源源不斷,是一種非常清潔的能源,不會引起污染,更不會耗盡自然資源或導致全球溫室效應。

    太陽能的優點,是可以在地球的所有地方得到,而且實用性高、用途多。現代的太陽能系統,在每天日照時間相當短的國家,也可以經濟有效地提供大量電能。

    太陽能的科技,應用甚廣。例如太陽能的計算機、手錶,在市面上很普遍。

    另外,利用太陽能來驅動的熱水器和太陽屋,在外國亦可見到不少,但在香港則不易看到。而太陽能的交通工具,在一些科技較先進的國家亦有研究發展,例如美國、日本。這些交通工具包括飛機、汽車。

    其實,溫室將太陽的能量貯存在一個空間內,令植物得以持續生長。

    現今人類最關注的能源問題,太陽能發電廠亦能夠幫助去解決。

    九巴全港首創的太陽能巴士站上蓋,既善用太陽能量,又能保護環境。

    Source(s): wikipaid
  • 1 decade ago

    太陽能

    陽光是能源的一種,且是地球至今為止最充足的一種能源。地球表面平均能接收約1.2 x 1017 瓦太陽能。其他可再生能源大多也以太陽為最初的能量來源。在人類的歷史中,普通陽光為人類帶來日光、熱力,並讓人類能夠種植食物。而化石燃料(即煤、石油及天然氣)所包含的能源,亦源自太陽的能源。

  • 1 decade ago

    太陽能電池板正好是應用光電效應原理於電力生產上。陽光照射到金屬的表面上時,部份光子會擊中金屬原子,光子的部份能量轉化為提升原子外層電子的位能,使該電子從原子中遊離出來,另一部份能量則轉化為該電子從原子中飛脫出來的動能。遊離出來的電子具有負電場,在導體之內形成負電壓,故此會流向電位相對較高(又即負值較低)的區域,若能夠適當地將之加以調控,即可以做成供人類應用的電能。

    非晶體太陽能電池板的構造和工作原理:

    在玻璃片上塗上兩層薄薄的半導體塗層,一層為N型半導體,另一層為P型半導體,此兩半導體層各自接上導線,即成為非晶體太陽能電池板。

    N型半導體混入了最外層有五顆電子的雜質原子於最外層有四顆電子的矽或硅半導體之內,此種安排令到雜質原子的最外層電子的狀況與金屬的最外層電子的狀況相近似,在光子的撞擊之下會遊離出來;但它與金屬不同的地方,是它不可以讓外來的電子在N型半導體之內自由走動。P型半導體則混入了最外層只有三顆電子的雜質原子於最外層有四顆電子的矽或硅半導體之內,此種安排令到雜質原子的最外層電子與絕緣體的最外層電子的狀況相近似,在光子的撞擊之下也不會遊離出來,但P型半導體與絕緣體不同的地方,是它可以讓外來的電子在P型半導體之內自由走動。結果,在光線照射之下,N型半導體之內的電子被擊出,但都馬上跳到P型半導體之內而不可以退回,形成單向導電,令到N型半導體一面構成正電壓,P型半導體一面構成負電壓,於是乎發揮出與電池一樣的功能。

    晶體與非晶體太陽能電池板:

    在猛烈陽光底下,單晶體式太陽能電池板較非晶體式能夠轉化多一倍以上的太陽能為電能,但可惜單晶體式的價格比非晶體式的昂貴兩三倍以上,而且在陰天的情況下非晶體式反而與晶體式能夠收集到差不多一樣多的太陽能。所以,除非受到每單位面積產電功率的限制,否則的話,使用非晶體式太陽能電池板為更加化算的投資。尤其是在香港,空氣污染正日趨嚴重,令到本港陰天的時間逐年增加。

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