太陽能是怎麼形成的

　　太陽能Solar Energy，一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。現在很多裝置都使用太陽能作為能源來源，既環保又省錢，下面由小編為你詳細介紹太陽能的相關知識。

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　　太陽能是由內部氫原子發生聚變釋放出巨大核能而產生的能，來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。

　　能源分類

　　太陽能光伏

　　光伏板元件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以及計算機提供能源，較複雜的光伏系統可為房屋提供照明以及交通訊號燈和監控系統，併入電網供電。光伏板元件可以製成不同形狀，而元件又可連線，以產生更多電能。近年，天台及建築物表面均可使用光伏板元件，甚至被用作窗戶、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。

　　太陽能光熱據調研顯示由於產能過剩導致全球5大製造商利潤縮水，2012年光伏元件安裝量將有所減少，這是10餘年來首次出現下降。據彭博6位分析師的平均預測全球家庭與商業機構將安裝24.8GW的光伏元件。這相當於約20座核反應堆的發電量，但與2011年新增27.7GW的光伏裝機量相比下降10%。據彭博新能源財經估計，自1999年以來年均安裝量已增長61%。

　　現代的太陽熱能科技將陽光聚合，並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。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。

　　利弊分析

　　優點

　　1普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且無須開採和運輸。

　　2無害：開發利用太陽能不會汙染環境，它是最清潔能源之一，在環境汙染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

　　3巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當於130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

　　4長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

　　缺點

　　1分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量儘管很大，但是能流密度很低。平均說來，北迴歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直於太陽光方向1平方米麵積上接收到的太陽能平均有1,000W左右;若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換裝置，造價較高。

　　2不穩定性：由於受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、雲、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能儘量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。

　　3效率低和成本高：目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今後相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

　　開發途徑

　　光熱利用

　　它的基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用<200℃、中溫利用200～800℃和高溫利用>800℃。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能幹燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。

　　太陽能發電

　　清立新能源未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。目前已實用的主要有以下兩種。

　　①光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，後一過程為熱—電轉換。

　　②光—電轉換。其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。

　　電池板材料

　　耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的元件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。

　　太陽電池封裝用的EVA膠膜固化後的效能要求：

　　透光率大於90%;交聯度大於65-85%;剝離強度N/cm，玻璃/膠膜大於30;TPT/膠膜大於15;耐溫性：高溫85℃、低溫-40℃。，

　　TPT：太陽電池的背面，耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等基本要求。

　　光化利用

　　這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。

　　植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧祕，便可實現人造葉綠素發電。目前，太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。

　　光生物利用

　　通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物如薪炭林、油料作物和巨型海藻。

　　應用範圍

　　太陽能發電廣泛用於太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能行動式系統，太陽能移動電源，太陽能應用產品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建築等領域。

　　燃油利用

　　歐盟從2011年6月開始，利用太陽光線提供的高溫能量，以水和二氧化碳作為原材料，致力於“太陽能”燃油的研製生產。截止目前，研發團隊已在世界上首次成功實現實驗室規模的可再生燃油全過程生產，其產品完全符合歐盟的飛機和汽車燃油標準，無需對飛機和汽車發動機進行任何調整改動。

　　研製設計的“太陽能”燃油原型機，主要由兩大技術部分組成：第一部分利用集中式太陽光線聚集產生的高溫能量，輔之ETH Zürich 自主智慧財產權的金屬氧化物材料新增劑，在自行設計開發的太陽能高溫反應器內將水和二氧化碳轉化成合成氣Syngas，合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳;第二部分根據費-託原理Fischer-Tropsch Principe，將餘熱的高溫合成氣轉化成可商業化應用於市場的“太陽能”燃油成品。