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太阳能英语:Solar energy),是指來自太陽辐射出的被不斷發展的一系列技術所利用的一种能量,如,太陽熱能集熱器Solar thermal collector,太陽能光伏發電太陽熱能發電,和人工光合作用[1]Artificial photosynthesi。

地球形成生物就主要以太陽提供的生存,而自古人類也懂得以陽光曬乾物件,並作為保存食物的方法,如製和曬鹹魚等。但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進一步發展。

太阳能技術分為有源(主動式)及無源(被動式)兩種。有源的例子有太陽能光伏光热转换,使用電力或機械設備作太陽能收集,而這些設備是依靠外部能源運作的,因此稱為有源。無源的例子有在建築物引入太陽光作照明等,當中是利用建築物的設計、選擇所使用物料等達至利用太陽能的目的,由於當中的運作無需由外部提供能源,因此稱為無源。

太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如風能化学能,水的势能化石燃料可以稱為遠古的太陽能。太阳能资源丰富,无需运输,但生產太陽能板的過程对环境有嚴重且不可逆的污染,且會造成飛航安全。太阳能为人类创造了一种新的生活形态,使社会以及人类进入一个額外再生能源可使用的时代。

来自太阳的能量

每年太阳能通量与人类能源消费
太阳能 3,850,000 EJ<
风能 2,250 EJ
生物质能潜力 100–300 EJ
主要能源消费(2010年) 539 EJ
电力(2010年) 66.5 EJ

地球在上层大气传入的太阳辐射(日照)接收了174 petawatts(PW)。大约有30%的太阳能被反射回太空,而其余的太阳能则被云层、海洋和陆地吸收。在地球表面的太阳能光谱大多分布在一小部分近紫外线,全部可见光,和近红外线的光谱范围。

地球的大气,海洋和陆地吸收的太阳能每年大约是3,850,000 EJ。在2002年,一小时内的太阳能比全世界在一年内使用的能量还要更多。光合作用获得的生物质能每年约3000 EJ。技术上的生物质能潜力有100–300 EJ/每年。太阳的能量到达这个地球表面的数量是如此巨大,以至於在一年中的太阳能是自从人类取得和开采的所有在地球上不可再生资源的煤、石油、天然气、和铀都相结合的总能源的两倍。

在世界各地,主要根據緯度的不同来利用太阳能。

太阳能技术的应用

太阳能是指主要用于实际目的利用太阳光辐射。然而,除了地热能潮汐能以外,所有其他的可再生能源都是来源自太阳的能量。

太阳能技术被广泛定性为被动的或主动的方式来捕获,转换和分配太阳光。主动式太阳能技术,利用太阳能光伏板,泵,风机将阳光转换为有用的输出。被动式太阳能技术,包括选择材料具有良好的热性能,设计,自然空气流通的空间,并按照太阳来安排的建筑物的位置。主动式太阳能技术,增加能源供应,被认为是供应端的技术;而被动式太阳能技术,减少替代资源的需要,通常被认为是需求端的技术。

利用太陽能的方法主要有:

  • 利用便宜的鏡子將陽光反射至昂貴高效能太陽能電池(但需要注意散熱),可以減低發電成本
  • 利用太陽光的熱量加熱水,並利用熱水發電
  • 透過機械及硬體設備來收集及傳送太陽能的熱量,以供應暖氣設備。可分為主動式太陽能加熱系統及被動式太陽能

加熱系統

  • 利用太陽能加熱鹽類,再用鹽類儲存的熱量發電(在夜間仍會繼續發電)


  • 將吸收太陽能熱量的系統整合於太陽能電池上,降低成本。
  • 集中太陽能於定點製造龍捲風,利用龍捲風來做高效能的風力發電
  • 能源作物也是一種太陽能
  • 太空太陽能轉換電能儲存,輸送到地面電能接收站,訊號接收站
  • 根據環境與環境太陽日照的長短強弱,可移動式和固定式太陽能利用網


建築整合太陽能房屋廠房電廠水廠...等)

用與裝置

直到近期,太陽能還只能小規模使用,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題。但是太陽電池在為 人造衛星提供能源方面得到了很好的應用,而且在一些情況下,太陽能發電已經有經濟競爭力;現在太陽能的成

本已經在許多市場達到電網平價。

目前,全球最大的屋頂太陽能面板系統位於德國南部比爾施塔特,面積為四萬平方公尺,每年的發電量為0.5萬千瓦時

日本為了達成京都議定書二氧化碳減量要求,全日本都普設太陽能光電板,位於日本中部的長野縣飯田市,居民在屋頂設置太陽能光電板的比率甚至達2%,堪稱日本第一。

视频

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参考文献