太陽(yáng)能利用裝置

　　太陽(yáng)放射光和熱所產(chǎn)生的能量，對(duì)生活在地球上的萬(wàn)物是不可缺少的生命源泉。人餓了要吃東西，而一切食物都可以說(shuō)是太陽(yáng)能的貯存袋。也就是說(shuō)，太陽(yáng)發(fā)出的放射能先供植物進(jìn)行光合作用，將水和二氧化碳制成碳水化合物。動(dòng)物又靠食用植物而生存，人將這些由太陽(yáng)能變成化學(xué)能的能量貯存袋吃進(jìn)去，在體現(xiàn)人變成機(jī)械能，這就是吃了東西才有力氣的道理。

　　草木是一種太陽(yáng)能貯存袋;煤炭和石油也可以說(shuō)是在數(shù)億年前理在地下保存至今而由現(xiàn)代人開(kāi)采出來(lái)利用的太陽(yáng)能貯存袋。地球上的風(fēng)雨、海浪、潮汐等現(xiàn)象的能量，無(wú)不來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)的光和熱經(jīng)過(guò)1．5億公里的旅途到達(dá)地球，只是極少部分。但它所帶來(lái)的溫暖和光明，足夠整個(gè)地球一切生物的活動(dòng)所需了。

　　在一年中由太陽(yáng)放射達(dá)地球的能量相當(dāng)干人類一年中所用能量的26 000倍，換句話說(shuō)，地球接受20分鐘日照能量就夠人類一年所用。但太陽(yáng)輻射到地球的能量，其中35％要反射回去，18％被大氣層吸收，其余47％穿過(guò)大氣層到達(dá)地球表面。單是照在美國(guó)路面上的太陽(yáng)能，就相當(dāng)于世界礦物燃料消耗量的兩倍，可見(jiàn)，太陽(yáng)能是何等豐富。

　　只可惜能量過(guò)干分散，地面單位面積的照射量并不大，收集利用十分困難，費(fèi)用昂貴，且在晝、夜、陰、晴等情況時(shí)也有差異。

　　盡管如此，人類自古以來(lái)就想方設(shè)法地利用這取之不盡、用之不竭又無(wú)公害的能源。我國(guó)早在公元前5世紀(jì)就認(rèn)識(shí)了凹面鏡的聚焦特性，稱凹面鏡為陽(yáng)隧，意思是利用陽(yáng)光來(lái)取火的工具。古希臘哲學(xué)家蘇格拉底建議，房屋應(yīng)南高北低，以便吸收冬天的陽(yáng)光。相傳，公元前214年，著名的古希臘科學(xué)家阿基米德曾在岸邊用許多金屬鏡反射陽(yáng)光，燒毀了敘拉古海面的羅馬艦隊(duì)。

　　1861年法國(guó)的莫謝教授用一面鏡子把太陽(yáng)光聚焦在鍋爐上，驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)。 1869年他出版了一本講太陽(yáng)能的書(shū)，9年后又在巴黎博覽會(huì)上展出太陽(yáng)能冰箱。1871年英國(guó)工程師威爾遜在智利拉斯薩林納斯設(shè)計(jì)了第一套太陽(yáng)能蒸餾器，把當(dāng)?shù)夭荒茱嬘玫南趟�蒸餾成淡水。

　　進(jìn)入20世紀(jì)，能源領(lǐng)域一時(shí)成了煤炭和石油的一統(tǒng)天下。但到了對(duì)年代，石油危機(jī)和環(huán)境污染又迫使人們重新對(duì)太陽(yáng)能發(fā)生了興趣，如今太陽(yáng)能已得到廣泛應(yīng)用。利用太陽(yáng)能裝置的住宅，叫做“太陽(yáng)屋”，將各式集熱器裝在屋頂或墻壁上，冬天供暖氣和溫水，夏天促進(jìn)室內(nèi)空氣流通或供冷氣。太陽(yáng)能集熱裝置多種多樣，有拋物面式、塔式、圓柱式和曲面式等多種型式。除了為建筑物供冷、供暖氣外，太陽(yáng)能發(fā)電也日益為人們所重視。美國(guó)新墨西哥州的亞爾巴卡奇建有世界最大的塔聚熱式太陽(yáng)能發(fā)電廠，發(fā)電量為5000千瓦。

　　利用太陽(yáng)能的計(jì)劃中，最引人注目的是太陽(yáng)能電池。1954年，美國(guó)貝爾電話公司研制成第一批實(shí)用裝置。他們發(fā)現(xiàn)，在一片很薄的硅片下放～塊更薄的浸過(guò)棚的硅片，就構(gòu)成太陽(yáng)能電池，可以將陽(yáng)光直接變成電能。光線照在上層，使電子遷移到下層，在兩層之間產(chǎn)生電壓差。如果要產(chǎn)生較大的電流，須把一系列太陽(yáng)能電池串聯(lián)起來(lái)，把產(chǎn)生的電壓加大。太陽(yáng)能電池有很多優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有活動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)，保養(yǎng)費(fèi)用極低，又不需燃料。但缺點(diǎn)是效率低，理論上最高效率只有250，實(shí)際不到 16O。硅雖然便宜，但制造太陽(yáng)能電池所需的單晶硅卻很貴。不過(guò)在某些情況下，由于太陽(yáng)能電池使用方便，即使造價(jià)貴也劃算，所以幾乎所有的太空飛行器都用太陽(yáng)能電池。有些燈塔、人造衛(wèi)星等不適合裝載燃料或連接電源的設(shè)備，太陽(yáng)能電池是最佳選擇。 太陽(yáng)能將成為未來(lái)能源的主流，這已為人們所共識(shí)。但要達(dá)到這一步，還有許多亟待解決的問(wèn)題。太陽(yáng)能集熱設(shè)備和太陽(yáng)能電池造價(jià)高自不待言，還有一個(gè)人們常想的問(wèn)題？沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)怎么辦？受夜間和陰雨氣候的影響，這是利用太陽(yáng)能所遇到的最大限制。但隨著科技的進(jìn)步，這種限制正逐步縮小。目前，一般家庭太陽(yáng)能熱水器，都有儲(chǔ)熱槽儲(chǔ)存熱水，高級(jí)一點(diǎn)的儲(chǔ)熱裝置，即使連續(xù)一二天陰雨，仍能使用前日儲(chǔ)存的熱水。還有固體儲(chǔ)熱和化學(xué)儲(chǔ)熱法。

　　在美國(guó)的太空計(jì)劃中，未來(lái)的太陽(yáng)能發(fā)電廠將設(shè)于地球上空約創(chuàng)皿公里的衛(wèi)星軌道上，然后利用微波或激光束將電能傳回地球，從此再不受日夜或云雨的影響。

　　太陽(yáng)能與煤炭、石油等其它能源相比是無(wú)窮無(wú)盡的，是不產(chǎn)生環(huán)境污染的清潔能源，對(duì)人類的未來(lái)將產(chǎn)生不可估量的影響。

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