太阳能的利用为什么能为人类提供充足的氢能源。

【专家解说】：在中国的太阳能资源，西藏西部太阳能资源最丰富的，多达2333千瓦时/平方米(辐射量6.4KWh / M)，在世界上排名第二，仅次于撒哈拉的状态沙漠。 />根据接收的太阳辐射的量左右可以全国分为五个区域。 一类本地区资源最丰富的地区，太阳能，年太阳辐射总量66808400兆焦耳/平方米，相当于辐射量5.1量6.4KWh /米。这些地区包括宁夏北部，甘肃北部，新疆东部，青海西部和西藏西部等地。特别是西藏西部最为丰富，达2333千瓦时/平方米(辐射量6.4KWh /米)，在世界上排名第二，仅次于撒哈拉沙漠。 II地区丰富的太阳能资源，为我们的地区，每年总太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于辐射量4.55.1KWh /平方米。这些地区包括河北西北部，山西北部，内蒙古南部，宁夏，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部等地。 中庸型三个地区太阳能资源的地区，年太阳辐射总量为5000-5850在测试，相当于辐射量3.84.5KWh /平方米。包括山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部，福建南部，江苏，安徽北部，台湾西南部等地。 四区的太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量42005000兆焦耳/平方米，相当于辐射量3.23.8KWh /米。这些地区包括湖南，湖北，广西，江西，浙江，福建北部，广东北部，陕西南部，江苏北部，安徽南部以及黑龙江，台湾东北部等地。 五个地区，包括四川，贵州省，中国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量33504200兆焦耳/平方米，相当于到的辐射量只有2.53.2KWh /㎡。太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象服务获得。从气象局取得的数据是水平的辐射数据，包括:水平面总辐射，直接辐射和水平面散射辐射。 从全国来看，中国是一个国家的太阳能资源丰富，大部分地区年平均日辐射量在4千瓦时/平方米或以上，西藏，高达7千瓦时/平方米。 四，太阳能利用现状 1。 太阳能光伏光伏组件在世界在过去10年中，年均增长率约15%。 20世纪90年代后期，更迅速的发展，近年来年均增长速度超过30%。 1999年光伏组件产量达到200兆瓦。在工业中，国家已经通过扩大规模，提高自动化程度，提高技术水平，市场开拓等措施来降低成本，并取得了很大的进展。商业化电池效率从10%到13%至13%至15%的光伏组件生产成本降低到每瓦3美元以下。在这方面，印度处于领先地位，有超过50家从事光伏发电技术，组件11兆瓦的总装机容量约40兆瓦的生产制造。 在研究和开发，已达到24.7%的电池效率单晶硅，多晶硅太阳能电池的效率超过19.8%。碲化镉电池的效率达到15.8%，铜铟硒电池效率约18.8%。晶体硅薄膜电池的研究工作自1987年以来发展迅速，已经成为世界瞩目的新热点。 同时，光伏建筑一体化系统及太阳能光伏发电将过渡到替代能源，成为全球能源结构的重要组成部分和组成。 2。太阳能光热应用 现在，人类直接利用太阳能还处于起步阶段，有太阳能集热器，太阳能热水系统，太阳能采暖，太阳能发电等手段。 1) 太阳能集热器太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器，储罐，管道和泵其他组件。此外，在冬季，热交换器和所述膨胀箱的需求和发电设备准备电厂不能供应的需求。太阳能集热器在太阳能光热系统，太阳能集热器将太阳的辐射加热，加热的工作流体输送装置。可分为根据所述工作流体的传热流体收集器和空气集热器。按照明可分为浓缩，浓缩收集器两个种。还有一个真空集热管:一个良好的太阳能集热器应该能够20到30年。自1980年左右由集热器产生应维持40年至50年，而且很少进行维修。 2)太阳能热水系统 早期应用是最广泛使用的太阳能热水器，现在，数百万世界各地的太阳能热水装置。太阳能热水系统的集热器，存储设备和循环管路三部分的主要组成部分。此外，还有可能是用来提供在没有阳光的辅助能源装置(如电热器等)，除了有可能仍强制循环水控制水位或部分或温度控制的电源负载装置的管道。通过循环太阳能热水系统可分为两种途径: ○1自然循环型: 这种类型的上述集电极下的储存罐。水在收集器中，以太阳辐射加热，温度上升，从而在收集器和储存罐的温度差的密度差，从而导致这促使除了自然流动的水槽和集电极的浮力热虹吸。的密度差与系统中的水量成比例的集电极的太阳能吸收量之间的关系。因为没有这种类型的循环水，维护是很简单的，因此已被广泛采用。 />○2强制循环:/>热水系统与水，这样的集电极和储存罐中的水在循环。当温度高于顶部的罐底部的温度几个度时，控制单元将启动水，水流量。止回阀，防止水进入夜间逆流水收集器，造成热损失。可以了解到通过这样的不同的热水系统流(由于从水的流动)，可预测的性能，而且在一定期间内的时间估计在加热水。如果在相同的设计条件，更自然的周期的方法具有的优势可以取得较高的温度，但由于必须使用水，所以有水电力，维护(如漏水等)，以及控制装置停止移动时，容易损坏水等问题。因此，在除大型热水系统或情况需要较高的温度，然后再选择强制循环式，一般大多用自然循环型热水器。 3)利用太阳能采暖房间 在许多寒冷地区冬季取暖的目的，已使用多年。北方地区由于冬季气温低，室内采暖设备必须把节约了大量的化石能源消耗，试图将太阳热量。最受欢迎的太阳能加热系统，使用热水，热空气的系统也可使用。太阳能加热系统是一个太阳能集热器，储热单元，辅助动力系统，和室内风扇组成的加热系统中，这个过程是对太阳辐射的热传导性，热量收集器的工作流体的热能存储在房间。储热装置可被安装在辅助热源，竖立或安装在房间和其他存储设备之间的空间和不同的设计。当然，蓄热装置不能直接用来加热直接大棚风格的温室设计，或将直接用于热电或光伏太阳能发电模式，在加热房间，或者通过加热和冷却设备的热加热使用。最常见的太阳能热水系统，储热装置之间的(固体，液体或相变储热系统)，然后使用在室内或室外风扇驱动的空气被吸入到该储热装置的热的热水通过在热空气中发送的内部，或另一种液体流动的吸热储热装置，使用时的热流体流动的腔室，一个风扇吹出的热空气进入房间，并实现温室效应。 3。太阳能光伏应用 1)太阳能 在20世纪60年代，科学家们已经应用到空间太阳能电池技术 - 供电通信卫星，上个世纪，人类不断自我反省的过程中，光伏这样干净和直接的能源形式已变得更亲切，不仅在空间应用，但在许多领域也发挥了积极的作用。如:太阳能庭院灯，太阳能用户系统，村落供电的独立系统，光伏水泵(饮水或灌溉)，通信电源，石油管道阴极保护，光缆通信泵站电源，海水淡化系统，城市标志，高速公路路标。将被纳入欧洲和美国等先进国家的城市光伏发电系统和供电系统，偏远地区自然村庄的发展方向。结合太阳能和建筑系统行业的发展趋势已经形成。太阳能光伏玻璃幕墙组件的应用越来越多，上海和北京的几个项目进入实质性的操作，这种方式将取代普通的玻璃幕墙，反射光的强度，绝缘性能好等特点!反应轻/>太阳能电池能够将光能转换成电气设备。的光生伏打效应产生材料有许多种，例如:硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，铜铟硒化物。它们的发电原理基本上是相同的。 />当光线照射太阳能电池表面，部分被硅材料吸收的光子的光子的能量传递到硅原子上的电子移动发生，成为在PN结形成在两侧的自由电子的浓度的电位差，当外部的电路，该电压的作用，电流将流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能。 “硅”是我们这个星球上的最丰富的材料量之一存储。自19世纪以来，科学家们发现了晶体硅的半导体特性，它几乎改变了一切，甚至人类的思想，在20世纪。在我们的生活中无处不在，“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来最快的工业化形式。生产过程可分为五个步骤:一，净化过程中，罗德方法c，切片过程D，内置电池过程e，包装过程。 ※太阳能分类 硅太阳能电池硅太阳能电池是最常见的卫星功率，从1970年起，由于空间技术的发展，各种各样的飞机上日益增长的需求，功率大，在加快发展的同时其他类型的电池，世界上较发达的空间技术的美国，日本，欧洲等国家和地区，相继开展了高效硅太阳能电池的研究。日本夏普公司，美国SUNPOWER公司以及欧空局空间太阳能电池的研究开发铅的代表。其中，背面场(BSF)的背面反射层(BSR)，双层减反射膜技术，高效率的硅太阳能电池的第一代，一个典型的这种类型的电池效率的发展，是可以做到至约15%，目前许多在轨卫星应用的这种类型的电池。 夏普株式会社日本和美国SUNPOWER公司目前的技术水平，但作为一个世界级的，甚至有些技术已经被移植到地面太阳能电池的大规模生产。 上世纪90年代中期，空间电源工程人员发现，虽然这种类型的初始电池更高效，但比上年末下降了25%，限制了进一步应用的电池初始效率更高效的电池空间的力量降低成本仍然是不好的。 为了改变这种局面，带领夏普提出的双边结电池结构的研究机构，这样的细胞出现底电池有效提高了效率，并在HES，HES-1卫星上获得实际应用。 另外，研究人员还发现，卫星的太阳能电池阵列的位置要求比较严格，如果不是几天的太阳能电池阵列的方向或方向和穷人会影响卫星的电源，这在一定程度上也限制了卫星系统的整体配置。这样一个复杂的飞机，如空间站，和一些电池几乎不能保证其充足的太阳高度角，从而将需要符合要求的高性能电池。虽然部分应用程序一直是传统的高效电池，但电池需要一个高吸收系数α，在有限的空间和重量，所以它仍不能满足大规模电力系统的需求空间。在很大程度上仍受制于传统电池结构。在这种情况下，俄罗斯效率的硅太阳能电池中的早期阶段，研究集中在提高效率的端部的主电池，组合使用双面细胞研究提出的想法?电池和成功，真正的高效长寿命和低成本。 砷化镓太阳能电池的空间科学和技术的发展的空间要求更高的功率。 20世纪80年代初，前苏联，美国，英国，意大利和其他国家开始研究部基于砷化镓太阳能电池。 20世纪80年代中期，砷化镓太阳能电池用于空间系统，如1986年前苏联发射的“和平号”空间站，配备了一个10KW砷化镓太阳能电池每单位面积比功率为180W / m 。 8年后，总的太阳能电池阵列的输出功率不大于15%的跌幅。 砷化镓太阳能电池为基础的系统已经从LPE MOVPE从同质外延异质，从单一到多结双结叠层结构的发展和变化，提高其效率。从最初的16%到25%，工业生产规模年产100KW以上和空间系统得到广泛应用。更高的效率降低了阵列的尺寸和重量，增加的火箭，火箭燃料消耗减少，从而使整个成本较低的卫星功率系统的负载能力。 薄膜太阳能电池，以满足空间应用的需求，国际薄膜太阳能电池已经开发出了自己的节目(如NASA，主要目的是提高特定的功耗和更低的排放负荷能力)建议的解决方案:/>(1)薄膜太阳能电池的开发的轻质的柔性基板; (2)开发的多结薄膜太阳能电池。目前，国际发展趋势主要涉及非晶硅太阳能电池，铜铟(镓)硒(CuInGaSe2)和碲化镉太阳能电池(CdTe)的太阳能电池。经过几年的努力，效率达到1520%(AM0)。 另一方面，要扩大发展的柔性薄膜太阳能电池(膨胀，折叠，套桶，滚动廉价型)的设计和应用提供了可能。 20世纪90年代后期以来，国外已开展的聚合物基板薄膜太阳能电池的研究，并取得了一些进展。薄膜太阳能电池是为了获得高效率，寿命长，可靠性高，成本低的重要途径之一。其中:的a-Si及其合金，铜铟硒及其合金，以及三种材料的碲化镉薄膜太阳能电池。 聚光太阳能电池一般认为，现代聚光光伏开始在70年代末悉尼国家实验室，采用点聚焦菲涅尔透镜轴跟踪结构硅电池和随后开发的几种原型。在20世纪80年代，许多研究人员进行了一系列实验成功的聚光技术取得了突破性进展，如菲涅耳透镜，棱镜盖玻璃等。 20世纪90年代到中线重点Fresenel的聚光透镜阵列技术已成功地用于SCARLET的太阳能电池阵列，蓄电池的GaInP / GaAs / Ge三结电池，聚光阵列的功率密度大于200瓦/平方米，比功率大于45瓦/公斤。线聚焦Fresenel的冷凝器透镜阵列已被用于DEEPSPACE-1。 三结砷化镓太阳能电池，是一个很好的高温性能(高电压和低电流设备)通过冷凝器将显着提高电池的输出电流，特别是实现高浓缩，输出功率更高的可用性。因此，作为主要成分的三结砷化镓太阳能电池聚光太阳能电池为它的高效率(高达40%)，高温性能(工作温度上升度每场只下降了0.2%，在200的温度下国际上公认的最有前途和最具商业价值的新一代太阳能设备正常工作条件下，聚光倍数高达500倍以上)等。 日本世界上第一个太阳能发电的一个摄像头，重量仅为475克，该机内置了先进的太阳能电池系统电池的太阳能硒光电池，可连续使用四年。美国公司生产的新型照相机135的太阳能电池，其孔径，速度，可用于自动地由微机控制，功率从太阳能电池硒，只要光功率。 太阳能充电器卷曲 SolarRolls的，甚至在山上可以给你一个随机数字充电。该充电器最独特的地方是，它采用卷轴式设计，像一个布展开，但在管子里还卷起，坚固耐用，防水。根据环境的不同，SolarRolls一共有三款车型:SolarRoll 14日生效后，一个长57英寸，宽12英寸，价格479美元。 SolarRoll 9后，一台40英寸，349美元开始。 4.5 SolarRoll推出只有22英寸长，我们只用4.5就够了自己的手机或数码相机充电。 ※主要性能空间太阳能空间太阳能 包含我Vangtuard，体装式结构，单晶Si基板，效率大约为10%(28℃)于1958年首次推出。在1970年以后，改善细胞的结构，使用的BSF，光刻技术和更好的防反射膜技术的电池的效率提高到14%。在20世纪70年代和80年代，大约每5.5年全球产量翻番的地面太阳能电池，而空间太阳能电池的性能有了很大的改善空间环境，如抗辐射性能。 20世纪80年代以来的快速发展的太阳能电池的理论，极大地促进了地面和空间太阳能电池性能的改善。在20世纪90年代，薄膜电池和Ⅲ - Ⅴ电池的研究发展迅速，，聚光阵列结构变得更经济，空间太阳能市场的竞争十分激烈。继续研究在更高效能的太阳能电池，主要有两种途径:研究聚光电池和多带隙电池。 空间太阳能电池的效率通常有较高的效率，以空间发射重量，体积限制的条件下，获得一个特定的输出功率。特别是在一些特定的启动任务，如微卫星(体重50100公斤)?的每单位面积或每单位重量的比应用程序的要求更高的功率。 抗辐射性能空间太阳能电池的工作，必然是高能量的带电粒子照射，地球大气层以外的电池性能所造成的衰减，主要是由于电子或质子照射少数载流子扩散长度减小。的光学参数的衰减程度取决于太阳能电池的材料和结构的。有反向偏置电压，低温度和热效应和其他因素也很重要的电池性能退化的原因，特别是对太阳能电池串联，由于热膨胀系数是显着的不同，则电池可能是更严重的性能下降。 光伏发电可靠性可靠性对整个发射任务的成功起到了关键作用，与地面应用相比，太阳能电池/阵列高或低不要紧，因为空间电源系统的平衡，成本比较高可靠性是最重要的。空间太阳能电池阵列，必须经过一系列的力学，热学，电气和其他苛刻的可靠性试验。 2) 太阳能路灯太阳能路灯是一种利用太阳能灯，由于其影响不用电，无需开沟埋线，不消耗常规能源，只要阳光充足，可以将安装等特点，因此广泛吸引关注，同时也因为它不污染环境，被称为绿色产品。太阳能路灯，可用于城市公园，道路，草坪的照明，也为人口密度较小，交通不便经济不发达，缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以为解决这些地区人们的家用照明问题。目前，一种风能和太阳能路灯，天津市南开区新梅园路试运行的组合。风能和太阳能收集装置上安装日间行车灯将风能和太阳能转化为电能，储存在电池，灯光在夜间电池供电。 五，太阳能利用 优点:优点和缺点? (1)共同的特点:阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，到处都是和最近的发展，可直接使用，不用开采和运输。 ? />(2)声:开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源，其中一个较严重的环境污染的今天，这是极有价值的。 ? (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射相当于约130兆吨标准煤，其总量现在是世界上最大的能源可开发。 ? (4)很长一段时间:根据当前由太阳产生的核能速率估算，氢的储存是足够维持几十亿年，是地球生命数十亿年在这个意义上，我们可以说太阳的能量是取之不尽，用之不竭的。 ? 缺点:? />(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射，尽管量很大，但能量密度非常低。平均而言，靠近北回归线，夏天的时候天气是比较明确的情况下，中午的太阳辐射最大辐照垂直的方向上的太阳一平方米面积的?太阳能平均收到约1000W;在所有年均一天晚上，只有大约200W。在冬季，大约只有一半，阴天一般只有1/5左右，所以，能量密度低。因此，利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要一个相当大的区域?收集和转换设备，成本较高。 ? (2)稳定性:由于昼夜，季节，地理纬度和海拔高度的限制和其他自然条件，阳光，阴天，云，雨等随机因素的影响，所以太阳到达一定的地面辐射既是间歇性的，很不稳定，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能的连续，稳定的能源，最终成为能够与常规能源的替代能源蓄能竞争必须是一个很好的解决问题的办法，就是尽可能存储夜间或白天的太阳辐射在阴天使用，而且还利用太阳能蓄能相对薄弱环节。 ? (3)效率低，成本高:目前太阳能利用在某些方面的发展水平，理论上是可行的，技术上成熟。然而，一些太阳能装置，因为效率低，成本高，在一般情况下，经济不能与传统能源竞争。相当一段时间，在未来，太阳能利用的进一步发展，主要是由经济上的限制。 ?