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當(dāng)我們看著烈日炎炎忙不迭躲進(jìn)空調(diào)房時(shí)，有沒(méi)有想過(guò)，這“烈日”也能給千家萬(wàn)戶(hù)送來(lái)制造清涼世界所需的“電能”。

今天就讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)被國(guó)際公認(rèn)為未來(lái)最具競(jìng)爭(zhēng)性的能源之一——太陽(yáng)能。

我們邀請(qǐng)了浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心求是科創(chuàng)學(xué)者宋立輝、浙江大學(xué)教育學(xué)院附屬學(xué)校地理高級(jí)教師馬寒芳來(lái)講講，太陽(yáng)能，能干啥？

杭州市濱江區(qū)賀田尚城小區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)能路燈

太陽(yáng)輻射的巨大能量從哪里來(lái)

太陽(yáng)能指太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

太陽(yáng)的中心具有達(dá)15000000K的高溫與極高的壓強(qiáng)。太陽(yáng)約80%的質(zhì)量是由氫組成的，在高溫高壓的太陽(yáng)的內(nèi)部會(huì)發(fā)生質(zhì)子鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)，釋放出巨大核能。而這些核能以電磁波的形式輻射出去（讓我們的世界多姿多彩的可見(jiàn)光就是一種電磁波），到達(dá)地球。太陽(yáng)的輻射十分復(fù)雜,由很多個(gè)波段組成，包括紫外線(xiàn)、長(zhǎng)波輻射、紅外和可見(jiàn)光等等。每個(gè)波段都有自己的特點(diǎn),它們累加起來(lái)就形成總的太陽(yáng)能。

可以看出,太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部高溫核聚變反應(yīng)所釋放的輻射能。從某種程度上講,太陽(yáng)能可以說(shuō)取之不盡用之不竭,每年到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能大約是130萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于目前全世界每年所消耗的各種能量總和的1萬(wàn)倍。

太陽(yáng)能如何轉(zhuǎn)化為可直接利用的能量？

目前,我們利用太陽(yáng)能一般是通過(guò)以下兩種技術(shù)：

第一種技術(shù)是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,叫太陽(yáng)能光伏發(fā)電（光生伏特效應(yīng)原理）。在實(shí)驗(yàn)室里,太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率已經(jīng)能達(dá)45%以上。可以說(shuō),有了這項(xiàng)技術(shù),有太陽(yáng)的地方就有動(dòng)力。

比如我們常能看到屋頂、路燈上有很多太陽(yáng)能電池板。再如把太陽(yáng)能光伏板安裝在停車(chē)棚上,給電動(dòng)汽車(chē)提供電源。

另外一種利用技術(shù)就是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。太陽(yáng)能直接產(chǎn)生高溫蒸汽,再轉(zhuǎn)為他用,這在工業(yè)上有許多的應(yīng)用。如將太陽(yáng)能真空管放到屋頂,產(chǎn)生熱水可供洗澡;聚光太陽(yáng)能和線(xiàn)性太陽(yáng)能集熱器,讓我們不用煙熏火燎就能實(shí)現(xiàn)戶(hù)外燒烤?？傊?只有你想不到的,沒(méi)有做不了的。

在中國(guó)政府出臺(tái)的一系列政策法規(guī)的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。中國(guó)具有發(fā)展太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的自然優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已具有相當(dāng)規(guī)模，現(xiàn)正從太陽(yáng)能生產(chǎn)大國(guó)向創(chuàng)造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

山東濟(jì)南“太陽(yáng)能”公路—能發(fā)電充電融化積雪

太陽(yáng)能和其他能源比較的優(yōu)劣在哪

太陽(yáng)能作為一種自然能源被國(guó)際公認(rèn)為未來(lái)最具競(jìng)爭(zhēng)性的能源之一，其優(yōu)點(diǎn)多多：

時(shí)間長(zhǎng)久——根據(jù)天文學(xué)的研究結(jié)果可知，太陽(yáng)系已存在了50億年左右的時(shí)間。根據(jù)目前太陽(yáng)輻射的總功率以及太陽(yáng)上氫的總含量進(jìn)行估算，太陽(yáng)能資源尚可繼續(xù)維持600億年之久。

清潔安全——太陽(yáng)能不僅毫無(wú)污染，還遠(yuǎn)比常規(guī)能源清潔，也毫無(wú)危險(xiǎn)，比原子核能更是安全多了。

普照大地——輻射能既無(wú)須我們開(kāi)采和挖掘，也無(wú)須運(yùn)輸。普天之下，無(wú)論是高山、島嶼、大陸、海洋，都“一視同仁”，既無(wú)專(zhuān)利可言，也不可能進(jìn)行壟斷，開(kāi)發(fā)利用極其方便。

數(shù)量巨大——每年到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能約為3630萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，被陸地表面接收的太陽(yáng)輻射能也達(dá)到762萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

因此,更加充分地開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能能夠讓我們更好地保持自然平衡,充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和人類(lèi)回歸自然的理念。

當(dāng)然，為了更好地利用太陽(yáng)能，我們尚需認(rèn)識(shí)其以下幾個(gè)限制性因素：相對(duì)效率較低而投資成本高、不穩(wěn)定性（受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制，以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響）等。

中國(guó)“玉兔號(hào)”太陽(yáng)能月球探測(cè)車(chē)

晶硅太陽(yáng)能電池像一顆能量寶石

浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心求是科創(chuàng)學(xué)者宋立輝給我們普及了晶硅太陽(yáng)能電池。

晶硅太陽(yáng)能電池并不是一種新型的太陽(yáng)能電池，實(shí)際上，它是目前應(yīng)用最廣泛的太陽(yáng)能電池之一。可以把它比作是一種經(jīng)典的傳統(tǒng)飯菜，一直以來(lái)都非常受歡迎。但隨著時(shí)間的推移，人們也在不斷嘗試新的烹飪方法和菜式。

晶硅太陽(yáng)能電池采用的是晶體硅作為主要材料，這種硅材料的結(jié)晶度很高，能夠更有效地捕捉太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為電能。可以把它比作是一種傳統(tǒng)家庭烹飪的經(jīng)典食材，就像大家喜歡用大米來(lái)做飯一樣。

與之前的太陽(yáng)能電池相比，晶硅太陽(yáng)能電池有一些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。首先，它的效率相對(duì)較高，也就是說(shuō)，它能更高效地將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。這讓它在充足的陽(yáng)光條件下表現(xiàn)得尤為出色。然而，晶硅太陽(yáng)能電池的制造成本較高，而且對(duì)材料的需求也較大，因此在一些特定情況下可能不太劃算。

目前，晶硅太陽(yáng)能電池的應(yīng)用非常廣泛。你可以在許多家庭屋頂上看到安裝著晶硅太陽(yáng)能電池板的例子，它們?yōu)榧彝ヌ峁┣鍧嵞茉矗椭档碗娰M(fèi)。此外，一些大型的太陽(yáng)能發(fā)電站也使用晶硅太陽(yáng)能電池板來(lái)產(chǎn)生大量的電力，為城市提供綠色能源。

晶硅太陽(yáng)能電池有許多令人驚嘆的應(yīng)用。就像一顆小小的能量寶石。讓我們舉幾個(gè)例子：

太陽(yáng)能充電器：你在野外露營(yíng)時(shí)的手機(jī)電池即將耗盡，而周?chē)鷽](méi)有電源插座。這時(shí)，一個(gè)晶硅太陽(yáng)能電池板就像是一個(gè)有魔法的充電寶。只需將它展開(kāi)放在陽(yáng)光下，它就能夠?qū)⑻?yáng)的能量轉(zhuǎn)化為電能，為你的手機(jī)充電，就像給你的手機(jī)放上了一把太陽(yáng)傘，讓它重新充滿(mǎn)活力。

太陽(yáng)能燈：在夜晚，你希望在室外有一些柔和的燈光照亮你的露臺(tái)。這時(shí)，一個(gè)晶硅太陽(yáng)能電池板和一個(gè)太陽(yáng)能燈就像是一對(duì)默契的舞伴。白天，太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)能并將其儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)夜幕降臨時(shí)，太陽(yáng)能燈便會(huì)亮起，照亮你的夜晚，就像是一顆閃亮的星星，為你的戶(hù)外空間帶來(lái)溫暖和浪漫。

太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)：你駕駛著一輛晶硅太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)穿梭在城市的街道上。車(chē)頂上覆蓋著晶硅太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為電動(dòng)車(chē)提供動(dòng)力，就像是一輛魔法車(chē)，它不僅能夠減少對(duì)傳統(tǒng)燃料的依賴(lài)，還能夠在陽(yáng)光充沛的日子里為你提供無(wú)限的驅(qū)動(dòng)力。 

原標(biāo)題：烈日炎炎制造了清涼世界——太陽(yáng)能，能干啥