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    公司簡介

    太陽能的多種轉換形式

    發布時間:2023-09-18 點擊量:171
      太陽能是一種輻射能,具有即時性,必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存。將太陽能轉換成不同形式的能量需要不同的能量轉換器,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能,利用光伏效應太陽電池可以將太陽能轉換成電能,通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能,等等。
      太陽能-熱能轉換
      玄色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以玄色吸收面不是理想的太陽能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比,吸收太陽輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料制成,簡稱為選擇性涂層。
      我國自70年代開始研制選擇性涂層,取得了很多成果,并在太陽集熱器上廣泛使用,效果十分明顯。
      太陽能-電能轉換
      電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重要技術基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等。這里重點先容光電直接轉換器件--太陽電池。
      70年代以后,對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在進步效率和降低本錢方面取得較大進展,地面應用規模逐漸擴大,但從大規模利用太陽能而言,與常規發電相比,本錢仍然大高。
      太陽能-氫能轉換
      氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能,即太陽能制氫,其主要方法如下:
      1、太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高(75%-85%),但耗電大,用常規電制氫,從能量利用而言得不償失。所以,只有當太陽能發電的本錢大幅度下降后,才能實現大規模電解水制氫。
      2、太陽能熱分解水制氫。將水或水蒸汽加熱到3000K以上,水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度,一般不采用這種方法制氫。
      3、太陽能熱化學循環制氫。為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫,發展了一種熱化學循環制氫方法,即在水中加進一種或幾種中間物,然后加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,終極將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可循環使用。
      4、太陽能光化學分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處,在水中添加某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長波光能的吸收,利用光化學反應制氫。
      5、太陽能光電化學電池分解水制氫。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視,以為是太陽能技術上的一次突破。但是,光電化學電池制氫效率很低,僅0.4%,只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光,且電極易受腐蝕,性能不穩定,所以至今尚未達到實用要求。
      6、太陽光絡合催化分解水制氫。從1972年以來,科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力,并從絡合催化電荷轉移反應,提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑,它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電荷轉移和集結,并通過一系列偶聯過程,終極使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟,研究工作正在繼續進行。
      7、生物光合作用制氫。40多年前發現綠藻在無氧條件下,經太陽光照射可以放出氫氣;十多年前又發現,蘭綠藻等很多藻類在無氧環境中適應一段時間,在一定條件下都有光合放氫作用。目前,由于對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,要實現工程化產氫還有相當大的間隔。
      太陽能-生物質能轉換
      通過植物的光合作用,太陽能把二氧化碳和水合成有機物(生物質能)并放出氧氣。光合作用是地球上最大規模轉換太陽能的過程,現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能,目前,光合作用機理尚不完全清楚,能量轉換效率一般只有百分之幾,今后對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。
      太陽能-機械能轉換
      20世紀初,俄國物理學家實驗證實光具有壓力。20年代,前蘇聯物理學家提出,利用在宇宙空間中巨大的太陽帆,在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進,將太陽能直接轉換成機械能??茖W家估計,在未來10~20年內,太陽帆設想可以實現。通常,太陽能轉換為機械能,需要通過中間過程進行間接轉換。
      轉載:互聯網

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