A. 屬於太陽能轉化形式的有哪些
屬於太陽能轉化形式的有電能、熱能、風能、生物能等。
太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的,來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,並把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。
煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。
相關信息
基本原理是將太陽輻射能收集起來,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同,而把太陽能光熱利用分為低溫利用(<200℃)、中溫利用(200~800℃)和高溫利用(>800℃)。
目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能乾燥器、太陽能蒸餾器、太陽能採暖(太陽房)、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等。
B. 太陽能的能源轉化形式有多少種分別是什麼
太陽能一般指太陽光的輻射能量.太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式.
我們現今所使用的能源,有些直接來自太陽,有些是太陽能轉化的能源,像水能、風能、生物能,有些是早期由太陽能轉化來的一直儲存在地球上的能源,像煤炭、石油這樣的化石燃料.
太陽能是一種輻射能,具有即時性,必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存.將太陽能轉換成不同形式的能量需要不同的能量轉換器,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能,利用光伏效應太陽電池可以將太陽能轉換成電能,通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能,等等.原則上,太陽能可以直接或間接轉換成任何形式的能量,但轉換次數越多,最終太陽能轉換的效率便越低.
太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面.選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比,吸收太陽輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面.這種吸收面由選擇性吸收材料製成,簡稱為選擇性塗層.它是在本世紀40年代提出的,1955年達到實用要求,70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用,目前已研製成上百種選擇性塗層.我國自70年代開始研製選擇性塗層,取得了許多成果,並在太陽集熱器上廣泛使用,效果十分顯著.
太陽能-電能轉換
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便.將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重要技術基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等.這里重點介紹光電直接轉換器件--太陽電池.世界上,1941年出現有關硅太陽電池報道,1954年研製成效率達6%的單晶硅太陽電池,1958年太陽電池應用於衛星供電.在70年代以前,由於太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間.70年代以後,對太陽電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規模逐漸擴大,但從大規模利用太陽能而言,與常規發電相比,成本仍然大高.
目前,世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池24%(4cm2),多晶硅電池18.6%(4cm2), InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8(穩定),碲化鎘電池15.8%, 硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%.
我國於1958年開始太陽電池的研究,40多年來取得不少成果.目前,我國太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池20.4%(2cm×2cm),多晶硅電池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm),GaAs電池 20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge電池19.5%(AM0),CulnSe電池9%(lcm×1cm),多晶硅薄膜電池13.6% (lcm×1cm,非活性硅襯底),非晶硅電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm), 二氧化鈦納米有機電池10%(1cm×1cm).
太陽能-氫能轉換
氫能是一種高品位能源.太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能,即太陽能制氫,其主要方法如下:
1、太陽能電解水制氫.電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高(75%-85%),但耗電大,用常規電制氫,從能量利用而言得不償失.所以,只有當太陽能發電的成本大幅度下降後,才能實現大規模電解水制氫.
2、太陽能熱分解水制氫.將水或水蒸汽加熱到3000K以上,水中的氫和氧便能分解.這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度,一般不採用這種方法制氫.
3、太陽能熱化學循環制氫.為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫,發展了一種熱化學循環制氫方法,即在水中加入一種或幾種中間物,然後加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可循環使用.熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K,這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度,其分解水的效率在17.5%-75.5%.存在的主要問題是中間物的還原,即使按99.9%-99. 99%還原,也還要作 0.1%-0.01%的補充,這將影響氫的價格,並造成環境污染.
4、太陽能光化學分解水制氫.這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處,在水中添加某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長 波光能的吸收,利用光化學反應制氫.日本有人利用碘對光的敏感性,設計了一套包括光化學、熱電反應的綜 合制氫流程,每小時可產氫97升,效率達10%左右.
5、太陽能光電化學電池分解水制氫.1972年,日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極,而以鉑黑作陰極,製成太陽能光電化學電池,在太陽光照射下,陰極產生氫氣,陽極產生氧氣,兩電極用導線連接便有電流通過,即光電化學電池在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能.這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視, 認為是太陽能技術上的一次突破.但是,光電化學電池制氫效率很低,僅0.4%,只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光,且電極易受腐蝕,性能不穩定,所以至今尚未達到實用要求.
6、太陽光絡合催化分解水制氫.從1972年以來,科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力,並從絡合催化電荷轉移反應,提出利用這一過程進行光解水制氫.這種絡合物是一種催化劑,它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電荷轉移和集結,並通過一系列偶聯過程,最終使水分解為氫和氧.絡合催化分解水制氫尚不成熟,研究工作正在繼續進行.
7、生物光合作用制氫.40多年前發現綠藻在無氧條件下,經太陽光照射可以放出氫氣;十多年前又發現,蘭綠藻等許多藻類在無氧環境中適應一段時間,在一定條件下都有光合放氫作用.目前,由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,要實現工程化產氫還有相當大的距離.據估計,如藻類光合作用產氫效率提高到10%,則每天每平方米藻類可產氫9克分子,用5萬平方公里接受的太陽能,通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要.
太陽能-生物質能轉換
通過植物的光合作用,太陽能把二氧化碳和水合成有機物(生物質能)並放出氧氣.光合作用是地球上最大規模轉換太陽能的過程,現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能,目前,光合作用機理尚不完全清楚,能量轉換效率一般只有百分之幾,今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義.
太陽能-機械能轉換
20世紀初,俄國物理學家實驗證明光具有壓力.20年代,前蘇聯物理學家提出,利用在宇宙空間中巨大的太陽帆,在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進,將太陽能直接轉換成機械能.科學家估計,在未來10~20年內,太陽帆設想可以實現.通常,太陽能轉換為機械能,需要通過中間過程進行間接轉換.
C. 太陽能的轉化形式有哪些
太陽能的轉化形式:
1、光-熱轉換
通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成熱能利用的屬於太陽能熱利用技術,再利用熱能進行發電的稱為太陽能熱發電,也屬於這一技術領域。
2、光-化學轉換
包括半導體電極產生電而電解水制氫、利用氫氧化鈣或金屬氧化物熱分解儲能等。
3、光-電轉換
太陽能與電能的直接轉化和利用。通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成電能利用的屬於太陽能光發電技術,光電轉換裝置通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換的,因此又稱太陽能光伏技術。
技術原理
由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的,來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,並把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。
煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。
地球軌道上的平均太陽輻射強度為1369w/㎡。地球赤道周長為40076千米,從而可計算出,地球獲得的能量可達173000TW。在海平面上的標准峰值強度為1kw/m2,地球表面某一點24h的年平均輻射強度為0.20kw/㎡,相當於有102000TW的能量。
D. 為什麼煤、石油和天然氣統稱為化石燃料為什麼說它們的能量都是由太陽能轉化過來的
它們都是由古代的動植物在長期地質變遷中形成的,遠古時期的植物在生長過程中,吸收太陽能,進行光合作用,把太陽能轉化為化學能,動物吃了植物後,把植物的化學能轉移到了動物體內,所以說它們的能量都是由太陽能轉化過來的.
E. 太陽能的轉化形式有哪些
太陽能一般指太陽光的輻射能量.太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式.
我們現今所使用的能源,有些直接來自太陽,有些是太陽能轉化的能源,像水能、風能、生物能,有些是早期由太陽能轉化來的一直儲存在地球上的能源,像煤炭、石油這樣的化石燃料.
太陽能是一種輻射能,具有即時性,必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存.將太陽能轉換成不同形式的能量需要不同的能量轉換器,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能,利用光伏效應太陽電池可以將太陽能轉換成電能,通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能,等等.原則上,太陽能可以直接或間接轉換成任何形式的能量,但轉換次數越多,最終太陽能轉換的效率便越低.
F. 太陽能如何轉化為煤與石油的化學能
太陽照射植物...導致植物生長....在經過很多年代中植物大量死亡然後層層堆積....最後通過地殼運動埋入地下...然後經過上百萬年的物理化學變化植物的殘骸變成煤或石油.
G. 太陽能可以轉化成什麼能
太陽中心通過氫轉變為氦的核聚變反應釋放大量能量,功率約為3.90×1023千瓦,這些能量以電磁波的形式射向四面八方,約8.5×1013千瓦到達地球表面,相當於全世界發電量的幾十萬倍。太陽能是一種資源豐富,可免費使用,又無需運輸的能源。正是這些優勢讓太陽能在人類社會的很多方面發揮著不可替代的作用。太陽能電池,也叫作「光電池」,或者「太陽能晶元」。它只要被陽光照射到,就可以輸出電流,是一種環保的發電方式。太陽能電池作為太陽能的一種重要應用,已經廣泛地進入了人們的日常生活當中。那麼,為什麼太陽能電池能把光轉化成電呢?
太陽能電池能把光轉化為電,其基本原理是光生伏特效應。光生伏特效應最早於1839年由法國物理學家亞歷山大·埃德蒙·貝可勒爾發現,是指在光照射下的半導體或半導體與金屬組合的部位之間產生電勢差的現象。當半導體(如硅)吸收了太陽光子,其中的電子會被激發到一個較高能量的激發態之中。它與所屬原子的綁定就變得「鬆了」,從而可以在材料中運動。由於太陽能電池的特殊構造(比如半導體pn結)具有定向的內部電場,電子就只能在某個特定的方向上運動,形成電流供電。根據構成電池的導體或半導體材料的光電性質不同,發電本領也有差異,比如在室溫下,只有波長小於1100納米的光才能使晶體硅發電。
1883年第一塊太陽能電池誕生,器件是用硒半導體覆蓋一層金形成的半導體金屬結,它的發電效率僅有1%。第一塊具有實際應用價值的太陽能電池1954年誕生於貝爾實驗室,20世紀60年代美國的衛星已經開始利用太陽能電池作為能量來源。1973年能源危機之後,各國開始認識到太陽能開發的重要性。
一般認為,太陽能電池的材料發生了四次重大變化。第一代太陽能電池以單晶硅、多晶硅、非晶硅為原料,發展最長久技術也最成熟。目前市場上大量生產的單晶硅與多晶硅的太陽能電池平均效率約為15%。質量較好的單晶矽片轉換效率可以達到25%。第二代薄膜太陽能電池可分為碲化鎘、砷化鎵、銅銦硒化物、銅銦鎵硒化物等。第三代太陽能電池是利用有機物和納米科技,如光化學太陽能電池、染料光敏化太陽能電池、高分子太陽能電池、納米結晶太陽能電池等。第四代太陽能電池則是針對電池吸收光的薄膜做出多層結構。
H. 太陽能的利用方式有哪些
太陽能可以用來發電,從而轉化為各種能源。
太陽能(solar energy),是一種可再生能源。是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。
自地球上生命誕生以來,就主要以太陽提供的熱輻射能生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,並作為製作食物的方法,如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。
太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的,來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳,並把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。