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能源科普丨太阳能是什么,它的工作原理是什么,它有什么利与弊?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-10   来源:风电设备   作者:风电叶片   浏览次数:102
核心提示:太阳能是太阳发出的电磁辐射,它被捕获并转化为有用的能量。植物通过光合作用吸收太阳能,将阳光转化为食物,而人类通过光伏效应等过程捕捉阳光,将其转化为有用的电能。太阳能产生的电能可以用于电网或储存在电池中。太阳能资源丰富且免费,随着太阳能技术变得更加先进和高效,将太阳能转化为电能的成本继续下降。太阳能是地球上最容易获得和最丰富的能源。它还具有比化石燃料产生更低的碳足迹的优势,这减少了它对环境的总体影响。一、太阳能的定义太阳是一颗主要由氢和氦组成的恒星。它通过一种叫做核聚变的过程在其核心内部产生能量,在这个过程

   

太阳能是太阳发出的电磁辐射,它被捕获并转化为有用的能量。
植物通过光合作用吸收太阳能,将阳光转化为食物,而人类通过光伏效应等过程捕捉阳光,将其转化为有用的电能。
太阳能产生的电能可以用于电网或储存在电池中。
太阳能资源丰富且免费,随着太阳能技术变得更加先进和高效,将太阳能转化为电能的成本继续下降。
太阳能是地球上最容易获得和最丰富的能源。
它还具有比化石燃料产生更低的碳足迹的优势,这减少了它对环境的总体影响。
一、太阳能的定义太阳是一颗主要由氢和氦组成的恒星。
它通过一种叫做核聚变的过程在其核心内部产生能量,在这个过程中,氢聚变形成一个更轻的氦原子。
在这个过程中损失的能量以能量的形式辐射到空间中,其中一小部分能量到达地球。
目前,世界的太阳能发电约为1023.10太瓦时(2021),大约占总发电量的3.72%。
其中我们中国是太阳能发电第一大国,太阳能发电量约为330.71太瓦时,大约占总发电量的3.91%。
二、太阳能发电太阳能技术可以利用光伏(PV)太阳能电池板或利用特殊的镜子集中太阳辐射,将阳光转化为能量。
光的单个粒子称为光子,这些微小的电磁辐射包根据移动的速度有不同的能量。
在核聚变过程中,当氢转化为氦时,太阳会释放光子。
如果光子有足够的能量,就可以利用它们来发电。
光伏板由单个光伏电池制成。
这些电池含有一种叫做半导体的材料,这种材料可以让电子流过电池。
光伏电池中最常用的半导体类型是晶体硅。
它相对便宜,储量丰富,而且使用时间长。
在所有的半导体材料中,硅也是最有效的导电体之一。
当具有大量能量的光子与半导体接触时,它们可以将电子撞散。
这些电子产生的电流可用于供电或储存在电池中。
太阳能电池板产生的大部分能量被送入电网,再分配到需要电力的地方。
即使是私人屋顶的太阳能电池板也会将多余的电力送回电网。
电池存储往往是昂贵的,而将多余的电力卖回给电力公司是目前生产太阳能电力的最具成本效益的方式。
三、太阳能热能太阳能热能(STE)技术捕获太阳能并将其用作热能。
STE集热器有三种不同的类别: 低、中、高温----低温收集器利用空气或水将太阳收集到的热能转移到需要加热的地方。
它们可能以玻璃太阳能集热器的形式出现,通过建筑、金属墙壁或安装在屋顶的被阳光加热的水袋来加热空气。
它们最常用于小空间或加热游泳池。
----中温收集器的工作原理是将一种不结冰的化学物质通过一系列管道输送到住宅和商业建筑中,这些管道收集阳光来加热水和空气。
----高温收集器使用一系列的抛物面镜有效地将太阳能转化为高温热能,然后可以发电。
镜子捕捉阳光并将其聚焦到所谓的接收器中。
然后这个系统加热所含的液体并使其循环产生蒸汽。
就像传统的发电一样,蒸汽带动涡轮机,为发电机提供所需的电力。
为了最大限度地提高效率,收集阳光的镜子必须能够在一天中跟随太阳的路径。
这些大型系统主要由公用事业公司提供电力,通过电网输送。
四、太阳能的成本太阳能技术在过去几十年里取得了令人难以置信的进步,预计在未来几年它将增长得更快。
在世界上几乎所有的地方,太阳能都是生产成本最低的能源。
随着技术的进步,成本也在不断下降。
到2050年,太阳能发电每千瓦时的成本预计为0.5美分。
相比之下,目前商业公用事业规模的电价约为每千瓦时6美分。
2020年,国际能源机构的《世界能源展望》报告称太阳能是“历史上最便宜的电力”。
美国太阳能行业提前三年,在2017年实现了2020年成本目标6美分/千瓦时。
现在的目标是进一步降低成本,到2030年,将达到3美分/千瓦时.据国际可再生能源署(IRENA)“Renewable Technology Innovation Indicators”报告,回顾2010年,各个国家公用事业级太阳能光伏平准化电力成本 (LCOE)的下降趋势表明,在有历史数据的市场中,2010年至2020年,各个国家公用事业级太阳能光伏LCOE的加权平均降幅在72%至88%之间。
在公用事业级行业中,加权平均LCOE最低的国家是印度,2010年至2020年期间,成本下降了88%,达到0.038美元/千瓦时,比当年全球加权平均水平低33%。
五、太阳能的优点对于个人业主和公用事业规模发电厂的开发商来说,太阳能几乎是世界上每个地方成本最低的能源。
政府的激励措施使其作为一项投资更具吸引力。
一旦安装,它的运行和维护成本接近于零,这意味着它正在取代煤炭和天然气等化石燃料。
它的零排放和可再生燃料

 
关键词: 风电网 风力发电
 
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