太阳是一个炽热的气体球,蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外,所有能源都来源于太阳能,因此可以说太阳能是人类的“能源之母。没有太阳能,就不会有人类的一切。
太阳一刻不停地向宇宙空间中发送着大量的能量。据计算,仅1秒钟发出的能量就相当于1.3亿亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。太阳发送到地球上的能量虽然很多,但只占它向外辐射能量的22亿分之一。由于地球表面大气层的反射和吸收,真正到达地球表面的太阳能,大约相当于目前全世界所有电站发电能力总和的20万倍。地球每天接收的太阳能,相当于全球一年所消耗的总能量的200倍。太阳发光放热的历史已达40多亿年以上,据科学家们预计,太阳释放巨大能量的时间还将持续几十亿年。因此,太阳可称得上是人类取之不尽、用之不竭的能源宝库。
低碳生活与可再生能源的利用对人类来说,太阳释放的能量还包括地球上的各种能源,例如煤炭、石油以及风能、海洋能、地热能等,它们都是由太阳能转化而成的。另外,与其他能源相比,太阳能具有独特的优点:
(一)它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣,因而不污染环境,被称作“干净能源。
(二)到处都可以得到太阳能,使用方便、安全。
(三)成本低廉,可以再生。
自古以来,人们就注意利用太阳能。早在几千年前,我们的祖先就曾用“阳燧这种简单的器具向太阳“取火。据说古希腊著名物理学家阿基米德曾用巨大的镜子聚集太阳光,一举烧毁了敌人的帆船队。然而,人们对太阳能的深刻认识和开发利用,直到最近的二三十年内才真正开始。
1945年,美国贝尔电话实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池,开创了现代人类利用太阳能的新纪元。
人们利用太阳能的方法主要有3种:1.使太阳能直接转换成电能,即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式。2.使太阳能直接转变成热能,即光热转换,如太阳能热水器等。3.使太阳能直接转变成化学能,即光化学转换,如太阳能发动机等。
实际上,人类有意识地利用太阳能,首先是从取暖、加热、干燥和采光等太阳能的热利用开始的。近10多年来,太阳能的光热利用发展很快,已经制成了式样繁多的各类太阳能集热器,将太阳光的热能用于取暖、制冷、通风、烘干、冶炼、洗浴、灌溉、养鱼、发电等许多方面,节省了大量的其他能源,并为能源短缺地区提供和解决了所需要的能源。
对太阳能这种新能源的开发利用,当前还仅处于初始阶段。随着科学技术的发展和人们对能源日益增长的需求,太阳能的开发利用必将出现一个蓬勃发展的新局面。