淺談太陽能技術

匡治東

【摘要】隨著科學技術的進步與發展，新能源在發電領域所占比重也越來越高。其中，太陽作為一種可再生無污染的能源，是最為理想的新能源之一。如今，我國太陽能產業規模已達到全球第一，太陽能電站總裝機數量也在不斷增加，有效地緩解了我國電力緊張的問題，還為其他行業存在的問題提供了新的解決思路。本文以太陽能技術為核心，詳細介紹了其原理和技術特點，并系統闡述了其在典型行業中的應用現狀。

【關鍵詞】太陽能；原理；應用

隨著經濟社會的不斷發展，人們生活中所使用的智能產品越來越多，然而所有的智能產品都離不開電源，否則將無法正常使用。處于以上原因，太陽能發電技術正式進入人們的視野當中。太陽能是一種可再生的能源，太陽能相對于其他能源來說，有著無可比擬的優勢，例如零污染，效率高、損耗低等特點，所以自面世以來，太陽能發電技術得到了廣泛的關注。

一、太陽能技術的原理

太陽能，通俗地講，就是我們所看到的太陽光線所蘊含的能量。太陽的熱能來自于其內部的氫原子發生氫氦聚變，這種聚變無時無刻不在太陽的內部發生。這個過程會釋放出巨大的能量，人們就利用這種能量，用來發電或者為機器提供能量。目前，太陽能技術主要分為以下兩種。

（1）太陽能光伏發電技術。該技術利用的就是一種半導體材料中的光生伏打效應，光照能夠使半導體的材料不同的位置之間產生不同的電能差，從而實現把太陽能的能量轉化成電能。（2）光熱技術。它是一個間接的過程。該技術先將收集到的太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化為電能或其他形式。

二、太陽能技術的特點

（1）易獲得。太陽相對于地球是永久存在的，太陽光幾乎可以照射到各個地方、各個角落，沒有地域的限制，沒有高度的限制，所以采集到太陽能是比較容易的。并且太陽能可以直接利用，無需繁瑣的加工過程，減少了損耗。（2）無污染。太陽能在利用過程中不會產生廢棄物及有害氣體，也無副產物生成，是最清潔能源之一。（3）能量巨大。太陽自身核聚變所產生的能量十分巨大。每年到達地球表面上的太陽輻射能就相當于130萬億噸煤所蘊含的能量。

三、太陽能技術的應用（一）在建筑中的應用

在建筑上采用太陽能技術不僅可以提高空間利用率，還可以為建筑提供部分所需的能量，降低了對外部能源的依賴。太陽能技術在建筑中應用較為多元化，它的雙效集熱器在冬天可以為房間供暖、提供熱水，同時還可以提供部分電力。該技術甚至可以在陽光充足時不借助外部能源，單獨為建筑供暖。

太陽墻系統，可將太陽能轉化成一種能直接使用的熱能，并利用空氣傳播的方式將熱量傳遞到整個房間，這樣的傳熱方式快速且經濟。該技術以蓄熱墻技術為主，墻體為玻璃板材質，玻璃和墻之間的空隙可以被加熱，在陽光充足時，將太陽輻射的熱能貯藏在墻里面，當溫度下降時，再以熱能釋放到房間中，從而使得室內的溫度相對恒定。

太陽能熱水系統在家庭中較為常見，主要提供生活用熱水。太陽能和熱水系統相對獨立，太陽能收集裝置位于建筑物的樓頂，用于更好地吸收太陽能。但現在高層建筑的大量出現，使太陽能收集裝置不方便放置于樓頂，因此出現了壁掛式太陽能收集裝置，將該裝置掛在朝陽的陽臺外側，也可以達到吸收熱能的效果。

太陽能供電在建筑供電設計中，也扮演著越來越重要的角色。通過在建筑向陽面安裝蓄電電池、控制系統等，實現為建筑供電的目的。當建筑由外部獲得的電能出現短缺時，太陽能蓄電池就可以對其進行補償，根據天氣狀況，提供額外的電能。

（二）在汽車中的應用

太陽能可以作為汽車的第一驅動力或者第二驅動力。當作為第一驅動力時，就是純電動汽車，在車體外安裝太陽能電池板，達到吸收太陽能并將太陽能轉換為電能的目的，從而為汽車提供驅動力。并通過控制電流的大小來控制車輛的行駛速度。然而，受太陽能的吸收速率和光電轉化效率的限制，純太陽能驅動的汽車常常出現動力不足的問題。因此，人們一般將太陽能作為汽車第二驅動力，生產出了燃油、太陽能兩用汽車。這種汽車以消耗燃油燃燒能量為主，太陽能只作為輔助能源。這樣，既可以減少燃油的消耗，又避免了太陽能供能不足的問題。

（三）在污水處理中的應用

污水處理主要是去除水中的有害雜質和微生物。然而水溫過低，會導致廢水生物處理效率低下。因此，利用太陽能光熱轉換技術，使水溫升高并保持在合適的范圍內。這樣，微生物的生長就會受到抑制，變得容易被去除，從而提高了廢水生物處理的效率。

光催化氧化技術可以對污水進行有效殺菌，太陽光可以產生很強的具有氧化能力的電子，將微生物徹底殺滅掉。藻類是危害水體質量的一種植物，它生長迅速，用傳統除藻技術難以根除，但通過太陽能的強氧化性，可以氧化藻類植物的葉綠素，影響其光合作用的正常進行，從而導致藻類植物無法正常合成有機物，進而使得藻類植物漸漸死亡，達到除藻的目的。

四、結語

地球的資源總量是一定的，而其中的能源獲取和使用一直是一個老生常談的話題，新世紀以來，資源枯竭的地區案例比比皆是，所以為了更好地服務人類的生產生活，保證國家、組織、個體能夠持續發展，太陽能是一個符合新型能源要求的高效能源方式。針對于我國的能源消耗狀況來說，只有加大太陽能的發展力度，才能提高我國的國際競爭力，緩解我國的能源問題。因此，在未來的發展中，太陽能必將扮演著越來越重要且無法被替代的角色。

參考文獻

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