太阳能：生成，转移和存储

什么是太阳能？

太阳能是源自太阳的能量。它可用于为家庭，企业和社区发电。太阳能系统通过获得太阳的能量并使用太阳能电池板或集中电源将其转换为电力来工作。随着实施太阳能的成本迅速下降，将太阳用作可持续能源的能力不仅现实，而且在上升。持续的污染问题导致许多国家考虑通过对容量进行大量投资扩大其对太阳能的依赖。2017年，中国建造了世界上最大的浮动太阳能农场，可以产生足够的能量来为15,000户家庭供电。

太阳能只是可再生能源的一种形式：来自可以自然补充的资源的能量，例如水力发电，风，太阳能和生物质。这美国能源信息管理局（EIA）估计，2016年，约有10％的能源消耗来自可再生能源 - 预测表明这只会继续增加。在可再生能源组中，生物质，水力和风能构成了绝大多数。尽管如此，随着太阳能技术的提高价格和效率，太阳能仍在迅速获得动力。

太阳能如何工作？

太阳会产生大量的能量，以光作为光作为光，并在撞击物体时会转换为热量。太阳能系统由旨在将阳光转换为可用电源的太阳能电池板组成。

有两种主要的面板类型用于收集太阳能：太阳能光伏（太阳能电池板）和太阳能热系统。

光伏

光伏（PV）面板占太阳能系统的80％以上。当需要的能量类型是电力时，它们会使用。太阳能电池板由多个太阳能电池或光伏（PV）电池组成。每个太阳能电池板或PV面板都使用含有与太阳射线中光子反应的硅细胞的半导体材料。当光击中细胞时，一部分被吸收在半导体材料中，并将电子松动，使其流动。结果是直流电（DC）的产生，然后将其转换为交替电流（AC）。AC可以传输到本地能源分销网络到电力房屋和商业建筑。如果产生的电力超过所需的电力，并且系统连接到本地网络，则可以将盈余返回到国家电力网格中。

当未连接到网格时，PV细胞也可以工作。独立的光伏系统可以使用内部机制收集和存储太阳能，以直接使用电网，直接输出该能量。这些系统的规模范围从小型的太阳能计算器到自然灾害避难所的高容量电源系统。

PV面板可以将太阳的光线转换为电力，最佳转化效率约为15％ - 在某些面板中可以使用20％。提高这些细胞效率的一个关键是减少面板的光反射，并不断开发新的涂层以实现这一目标。

太阳热

当需要的能量类型为热量时，使用太阳热板。太阳热板通过吸收阳光并将其转换为可用的热能（主要用于加热水箱）来运行。太阳能热板可以称为太阳能热水器，太阳能水面或太阳能热收集器。

太阳能限制

尽管与替代能源相比，太阳能具有一些优势，但仍然存在局限性。没有存储系统，太阳能是有限的，因为它是间歇性的能源：仅在特定时间可用阳光，天气条件才会波动。太阳能技术还需要很多区域来收集有用的太阳能量。但是，有一些解决方案可以缓解其中一些问题，并有助于提供持续的能源。

太阳能存储

太阳能电池的至关重要的平行技术是储能，开发项目以锂离子电池为中心。对电动汽车的需求增加导致电池尺寸和需要充电之前的运行时间大大改善。

已经开发了用于家庭和商业应用的电池组，因此消费者可以在白天收集能源，而这种存储的能量可以在晚上使用。对于受启发的房主来说，太阳能电池板和电池组的组合甚至可以帮助他们完全从网格中删除自己。

太阳能存储对于危机避难所特别有用，如果电气服务关闭，则可以自给自足。2014年，佛罗里达州的Sunsmart E-Shelter计划作为飓风准备计划的一部分，在115多所学校中安装了太阳能收集和存储系统。

具有独立解决方案的小型系统具有不需要连接到网格或与任何其他系统联网的优势。PV单元直接为需求点提供动力。

太阳灯

太阳能灯和太阳能灯柱用于点亮停车场，路径以及其他骑自行车或行人空间。但是，并非所有的太阳照明柱都相等地创建了 - 它们的容量可能会有所不同，并且它们的耐用性可能会有所不同。亚博棋牌官网首页Reliance Foundry的太阳能照明柱使用高容量的锂电池，使它们能够保持长达14晚。他们的耐用性防护能力抵抗故意破坏以及恶劣的天气条件。太阳能照明是一种简单有效的照明解决方案，并且在没有先前存在接线的区域内安装便宜。

太阳能间歇泉

太阳能间歇泉是一种加热家用水的系统，是引起房主市场兴趣的首批应用之一。太阳能间歇泉依靠温水上升（称为自然对流）将水通过平板收集器和水箱循环。当盘子中的水加热时，它会升入上方的水箱，冷却较冷的水向下流入吸收剂。这个过程导致整个系统的循环。

通讯塔

通信塔可能在不可靠的网格或没有网格供应的区域运行。这些塔楼依靠太阳能将数字通信带给无法获得电网的地区。

太阳能技术成本

太阳能电池板成本的降低在采用该技术方面具有影响力。制造业太阳能电池板的成本每年下降10％自1980年代以来。这些降低的成本以及某些国家的政府补贴在普通家庭中导致高采用率。

大规模生产和规模经济也在降低成本，因为需求的增加使制造商能够优化其制造设施并扩大生产。太阳屋顶瓷砖特斯拉电动汽车背后的企业家埃隆·马斯克（Elon Musk）正在探索一个新领土。太阳能屋顶瓷砖使客户可以安装带有太阳能电池的屋顶瓷砖，而不是安装在现有屋顶顶部的大型PV电池，这是一种更高效，更美观的选择。

对环境造成的影响

尽管太阳能是化石燃料的更干净的替代品，但并非没有自己的担忧。太阳能电池板制造使用化学药品，生产过程发出了温室气体。太阳能通常还需要电池来存放电源，因此需要负责的电池生产和处置。

与太阳能相关的潜在缺点可能会取决于所使用的技术以及系统的规模。必须检查土地和用水。

土地影响

太阳能系统对着陆的环境影响随着容量而增加。如果在自然栖息地中建造一个大型系统，用于各种物种和菌群，则可能会发生栖息地丧失和土地退化。因此，大规模的太阳能系统只能在诸如棕地或废弃的采矿土地之类的低品质地点建立，以最大程度地减少这些土地影响。小型太阳能系统可以建在房屋或商业建筑物上，不会引起重大的土地影响问题。

水影响

一些太阳能设计需要水进行冷凝或冷却。当太阳能热植物位于水资源有限的沙漠地区时，这可能会导致冲突。在这些情况下，可以实施干燥技术以将太阳能热电厂的用水量减少约90％。但是，这会增加运营成本，降低效率，并且在100°F以上的温度下可能效率较低。美国许多可以产生最太阳​​能的地区是最干燥的气候，因此要注意这些水权衡是至关重要的。

太阳能的未来

尽管面临一些挑战，但随着技术进步和生产成本的降低，太阳能迅速成为主流。投资该行业的公司数量庞大，以及致力于解决关键挑战的研究，必然会产生创新的新解决方案。在住宅和商业应用中，太阳能不仅有效地有效，而且在危机情况下，它是可靠的来源，在危机情况下，发电的替代方法是无法访问的。在这些情况下，太阳能可以为紧急避难所和撤离设施提供一致的能源来源，从而为撤离，安心，舒适和保持联系的能力提供疏散。预计随着太阳能的经济性的不断变化，光伏效率将继续提高。

来源

• 干净的技术。“太阳能热板，实用但尚不受欢迎 - 太阳能概述“