取之不尽的太阳能_教学参考-查字典物理网

太阳永不停息地把它的光和热撒向宇宙，撒向人间，给地球带来了光明和温暖。尽管它射向地球的能量只占辐射总能量的22亿分之一，但是每年到达地球表面的太阳辐射能已相当于燃烧173万亿吨标准煤所发出的热量，这个数量大体上是目前全世界所消费的各种能量总和的2万倍左右。太阳系已经存在了大约50亿年，估计还可以维持60亿年以上。因此，对于人类来说，太阳能可谓取之不尽，用之不竭。

如此巨大的太阳能从何而来？科学家们通过研究断定，是来自太阳内部高温和高压条件下进行的氢核聚变反应，从而使其内部温度高达20兆度，表面也有约6000℃。

太阳能具有清洁、使用方便等优点。加之它“送货上门”，既不用开采，也不要运输；所以太阳能的开发和利用已经引起了各国政府和科技工作者的重视。

目前，太阳能的利用以光热转换和光电转换两种方式为主。箱式太阳能热水器是光热转换最简易的设备之一，它能提供50～60摄氏度的热水，可在我国三分之二以上的地区使用。反射式太阳灶可获得更高的温度，我国上海市制造的伞式太阳灶就是其中的一种。它的凹面镜直径为1．6米左右，镜面用涂铝的涤纶薄膜制成，可张可收，灵活轻便。目前世界上最大的反射式太阳能高温炉建筑在法国的比利牛斯山山坡上，凹面聚光镜有九层楼房之高，表面积约2500平方米，输出功率1000千瓦，聚焦温度可达4000℃，可以用来进行高温理化试验和加工特殊材料，制造超纯物质和耐高温材料。另外，大规模收集和长时间储存太阳能的设施──太阳池已在许多国家试验和示范，以采暖调温为目的的太阳房正在世界各地推广。

太阳能发电的最初设想是先利用太阳能把水加热成蒸气，然后再用蒸气推动汽轮机发电。本世纪70年代日本和法国先后建成的几十千瓦的太阳能发电装置，以及80年代美国在加利福尼亚建成的10000千瓦实验太阳能热电站，都是采用的这种方法。

能不能不要中间转换，直接把太阳能转变成电能呢？能！那就是太阳能电池。自从1954年第一个光电池问世以来，人们发现硅、锗、砷化镓等半导体材料都可以用来制造太阳能电池，而其中硅光电池应用得最广泛。它最早被用作人造地球卫星的电源。现在，某些助听器、手表、半导体收音机以及无人灯塔、灯光浮标、无人气象站、无线电中继站等设施的电源，都已使用了硅光电池。

以上诸类装置虽然各具特色，但有一个共同的缺点，那就是夜间和阴天都不能正常工作。因此，科学家们正在设想建立卫星太阳能电站，用宇宙火箭或航天飞机把建站部件送上太空进行组装。上面有两个巨型太阳能电池板，板上装有几十亿个硅太阳能电池组成的光电池阵列，经阳光照射产生电流，然后转换成微波送回地面。太空中没有昼夜交替，没有云层和尘埃，太阳能电站可以不停地工作，源源不断地以稳定的功率向地面提供电能。到那时，太阳能的开发和利用将会进入一个新阶段。

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