五、太阳能

随着科学技术的发展，人们发现，太阳不但用间接方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量．而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的又一新能源．

首先，太阳能十分巨大．仅一小时到达地球表面的太阳能，就比目前全世界一年能源生产的总量还多．其次，太阳能供应时间长久，据科学家推算，太阳像现在这样不停地进行核聚变，连续辐射能量，可维持 60 亿年以上，对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽用之不竭的永久性能源．第三，太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用，既无需挖掘开采，也无需运输．最后，太阳能安全、清洁，开发利用太阳能不会给环境带来污染．所有这些，都促使人们对直接利用太阳能日益感兴趣．

那么怎样利用太阳能呢？到现在为止，直接利用太阳能有两种途径．一种途径是把太阳能转化成内能，以供应用．太阳炉和太阳能热水器

就属于这种情况．还可以把内能进一步转换成电能：用集热器（也叫太阳炉）把水加热，产生蒸汽，推动汽轮发电机发电，这就是太阳能热电站．另一种途径是通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能．硅光电池

（本册课本第四章）就是这种转换装置，也叫太阳能电池．太阳能电池的应用很广泛，天上人造卫星的电源，地上太阳能汽车的电源，都用到太阳能电池．我国有些地区用太阳能电池作航标灯、铁路信号灯的电源．有的国家还研制用太阳能电池供电的小型电冰箱、微型电视机等．

■图 14—11 太阳能的利用

在太空试验站上，用太阳能电池作电源．■用太阳能电池供电的电动汽车．

■这是太阳能热水器的原理图．太阳光通过透明罩射在黑色吸热板上，太阳能转化为内能，并把水管中的水加热，以供应用．■这是太阳能热电站的原理图．储热器用于储存能量，以备阴雨天用来发电．太阳能热电站的外观参见彩图 14．图 14—11 太阳能的利用

太阳能虽然巨大，但它太分散，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能．功率只有数百瓦．要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，因而造价过高，影响推广．另外，由于地球自转、气候、季节等原因，太阳能射到某地的功率变化很大，不稳定，给人们正常利用太阳能带来困难．还有，目前太阳能的转换效率还很低，如光热转换的效率只能达到 50～60%，光电转换的效率还只有 10%左右．因此，在直接利用太阳能方面，还需继续大力开展研究工作．我们在直接利用太阳能方面已经取得了初步成果，只要不断努力，太阳能的直接利用将会不断有新的进展．有人预言，到下一世纪，太阳能将成为人们的重要能源之一．