太阳能概念
可再生和可持续能源与太阳能
10
章
所有
技术水平
20分钟
持续时间
英语
语言
第一章
目录
太阳能
我们的星球是神秘的，许多奇迹被完美地封装在里面。自史前时代以来，我们都被周围世界和自然的奇迹所吸引。我们的世界正在迅速发展，从用木头和石头生火到最新的科学技术进步。
我们接触到的新技术很快就会成为我们日常生活的一部分。其中一项已经进入我们生活方式的技术就是太阳能。
在当今世界，人类所处的位置面对资源稀缺在电力枯竭的情况下，太阳能被誉为救世主，或者至少是更稳定生活的另一种选择。
但在我们讨论和详细说明与太阳能相关的突破性优势和问题之前，你需要知道和理解它是什么。
所以让我们从最基本的开始，看看什么是太阳能。更重要的是,为什么近年来它会成为科学界的热点呢?
什么是太阳能?
如果你认为这是个复杂的过程，那就大错特错了。我们会说只有太阳本身那么远。简单来说，太阳能是以光和热的形式从太阳接收到的能量。你一定想知道太阳能有什么独特之处因为它整天包围着我们。
突破性的方面是，你可以利用这种能量以不同的方式发电。你可以用这些能量来发电，以解决稀缺问题。除此之外，它有它的优点和缺点。
“太阳能简史”
在我们继续讨论太阳能的优点以及它如何对你的生活产生积极影响之前，让我们先来看看了解它的历史．这将帮助你进一步理解为什么它是必要的，并与我们的现代需求相关。
早期太阳能的使用
人类从7世纪开始利用太阳能。当然，当时的技术不像今天这么先进;这让人们认为它只是最近的发明。然而，我们的祖先会用镜片将太阳光聚焦在一块土地上生火。
到了公元4世纪，也就是耶稣时代，基本的太阳能设计已经开始出现。建筑和建筑物的窗户，尤其是浴室的窗户，都是朝南的，这样可以最大限度地吸收阳光。
这种定位有助于获得最大的能量。你一定听说了我们怎么能维生素D？4世纪的人知道这一点。这就是为什么他们的基础设施能够获得最大限度的阳光。
然而，在黑暗时代，疾病和战争严重阻碍了技术的发展。结果，太阳能的发展也受到了影响。
热机的发明
第一次用太阳能跳高是在1816年罗伯特·斯特林发明了热机．这台发动机被设计成利用太阳能作为热源来运行机器。这项发明节省了许多其他能源，如电或水。这一设计被证明是一个突破，甚至在今天被用于许多太阳能设备。
继罗伯特·斯特林之后，爱德华·贝克勒尔发现了光电效应。这是太阳能设备运行背后的基本原理，我们将在后面解释。
Fritt的贡献
太阳能的下一个进步来自纽约发明家查尔斯·弗里特。他偶然发现了半导体的用途和利用太阳能导电的能力。弗里特利用这一知识在1883年生产出了第一块太阳能电池。所做的功弗里特为许多重大的发展铺平了道路在随后的几年里，这对太阳能产生了很大的影响。
首先是威廉·霍尔瓦克斯，他发现铜具有特定的光电特性。他利用这些知识创造了第一批光电池。在弗里特最初的贡献之后，其他创新者在这一领域做了许多著名的工作。
第二次世界大战和太阳能
第二次世界大战使全世界的目光转向了太阳能。第二次世界大战非常激烈，造成了能源短缺。正是在这一混乱时期，人们开始寻找替代能源。
就在那时，人们开始关注太阳能，将其作为制造和操作大规模杀伤性武器所需的能源。许多人仍然认为，在这种情况下，太阳能对人类来说可能是一场巨大的灾难。然而，这取决于它的用途。
利用光电效应创新的第一类设备是在一个1954年的AT & T实验室．1956年，研究人员考虑使用光伏电池为卫星供电。1958年，科学家们看到这个梦想成真，他们发射了第一颗这种类型的卫星。它震惊了全世界，每个人都对太阳能的力量以及它对我们生活的巨大影响感到敬畏。
在20世纪60年代和70年代，研究人员进一步完善了太阳能技术。安装人员考虑了更有效的替代方案。1981年，人类历史上第一次见证了世界上第一架太阳能飞机的发射。今天，我们也推出了电动汽车。然而，在当时，通过太阳能为飞机提供动力确实是每个人的突破。它为进一步的进步打开了大门。
从那时起，太阳能在我们今天的家庭和工作场所使用的太阳能电池板中已经走了很长的路。
太阳能系统有哪些组成部分?
嗯，虽然对你来说这似乎是个奇迹，但它背后有科学，而不仅仅是纯粹的魔法。下面，我们将太阳能系统分解为其主要组成部分及其用途。这将帮助你理解太阳能作为一个系统工作的过程。
A.光伏阵列
这些是太阳能装置的核心。这是整个过程的所在。它们可以被分解成更小的部分，全部由许多太阳能电池组合成阵列组成。
每个太阳能电池都能吸收阳光，自己产生一个小电压。当这些小电压结合在一起时，就会产生大量电能。我们用这些电力来运行我们的整个房子和办公室，或者任何你设置太阳能系统的地方。
你会惊讶地发现，光伏电池通常在任何光源下都能发电。然而，太阳效果最好。光伏阵列是太阳能系统的核心部分。
光伏阵列类型
B.蓄电池组
太阳能系统的第二部分是太阳能电池银行．
没有人喜欢坐在黑暗中。突然断电会给你的工作甚至个人生活带来很大的损失。你可能有一项重要的任务要完成，而负荷减少只会让你比计划晚几个小时。这种情况谁都不愿意，对吧?这就是为什么电池组是有用的备份。
你应该知道，你不会立即消耗你的太阳能电池板产生的所有电力。那么问题是，它会去哪里?你的太阳能系统中的电池组可以节省任何过剩能源储备从面板上。
以前，家庭可以直接把多余的电力卖给电力公司。但将它们存储在电池组中有两个好处。下面对它们进行解释:
降低成本
把多余的电力卖给其他公司并不是一个好主意。他们支付给你的利率几乎总是低于平均水平，从长远来看对你没有好处。因此，为了降低成本，您最好将存储的电力储备安全保存在电池组中。此外，它还能帮助你储存能量以备不时之需。这样，你就可以迅速收回成本。
备份
你是否厌倦了打断你最喜欢的比赛?你是否厌倦了在重要的变焦通话期间网络连接被关闭?你不用再担心了。电池储能正是在这样的时刻使用额外的电力储备，当周围都是黑暗的时候，让你沐浴在阳光中。
不过，电池组有点贵。因此，除非你有买家愿意在需要的时候为你的电力提供一个极好的价格，否则你应该慢慢购买储能系统。
C.电源调理装置
它将保护您的系统免受技术故障，如短路等。这可以通过存在于动力调理装置称为热磁断路器，可以防止任何技术故障。这样，你可以放心，你的太阳能系统不会面临短路或突然故障。
你的电源调节装置的第二个优点是将你的光伏模块产生的直流电转换成交流电，这样就可以与你家里的电器保持一致。转换发生在一个逆变器，这使得过程顺利和安全。在此过程中，您不会面临任何外部危险。
此外，电源调节单元还采用充电控制器来调整来自电池组的功率输入和输出。另一方面，如果你的太阳能系统没有电池组，你将不会从这个功能中受益。所以如果你想从中受益，请确保你有一个带有存储系统的太阳能电池板。如上所述，它还将有助于在紧急情况下进行能源备份。
D.安全断开
当你有维修人员检查你的设备或任何紧急情况需要你切断电流时，这是必要的。
E.主面板
这是太阳能系统中电力的主要分配器。主面板连接所有电气负载。断路器进一步保护它，以确保系统的安全，防止任何故障机制。
F.电表
太阳能系统是如何工作的?
现在你知道了不同的太阳能系统组件，是时候了解它是如何工作的了。这是最令人兴奋的部分，也会让你着迷。很多人会问这个问题;太阳能发电系统究竟是如何产生能量的?
i.光伏电池
光伏电池在太阳能照射表面时工作。这是生产太阳能最流行的方法之一。如前所述，光伏组件由太阳能电池组成。每个太阳能电池都有一个硅元素．硅是地球上储量丰富的半导体。
现在让我们讨论一下太阳在这个过程中的作用。物理学表明光是微小能量包的组成部分。这些包被称为光子。当这些光子撞击太阳能电池时，许多光子被反射或穿过。但是一些光子被吸收了，这就是产生电力的原因。
硅是元素周期表中部分含金属的元素。这意味着它形成正离子，即阳离子。硅通过放弃或捐赠它多余的电子来做到这一点。当光子击中太阳能电池时，它们会使硅原子进入激发态，在那里它们带负电，并准备捐赠电子。
2热能
这种方法比光电法简单得多。它使用太阳能聚光器将大部分太阳光聚焦到一个很小的区域。产生的热量然后用于蒸汽发生器，如下所述。
太阳光线聚集的热量不会直接把水变成蒸汽，而是先用来加热另一种液体，比如油。
油在水周围的封闭回路中循环，以最大限度地增加表面接触，这样就可以将更多的热量传递到水中。通过这一过程产生的蒸汽被称为超临界蒸汽，因为它的温度高于374摄氏度，这是水的临界点。这种蒸汽中含有大量未使用的能量。
太阳能的利弊
你是否被目前所提供的信息所震撼?你想知道太阳能对你来说是否是正确的投资吗?读下去，找出它的优点和缺点。这将帮助你做出明智的选择。这个选择将让你和你所爱的人获得一个更美好、更安全的未来。
太阳能的优点
这里列出了安装太阳能系统后可以获得的优点和好处。它们都是为了让你的生活更快乐，提高你的生活水平。
i.易于驾驭
在未来有可能削弱世界的一个问题是什么?资源稀缺或资源供应有限。这意味着你可能在任何时候耗尽水或电。没有这些便利设施的生活似乎是不可能的。这就是太阳能的用武之地。
太阳能优于其他任何能源可再生能源的形式．这是因为它不需要任何特定的条件和标准来操作。这是很自然的，只要太阳从东方升起，你就可以去了。
与太阳能相比，水力发电厂在其通道中需要强大的功率流来发电。风车也是如此，它需要超过特定速度限制的风才能工作。但太阳能并非如此。
太阳能更简单，更容易使用。你所需要的只是阳光。阳光的强度也不重要，只要它不是很低。太阳能发电也不需要复杂的机械设备。只要把你的设备放在户外，它就会为你做所有事情。
最后，与风和水的速度是矢量不同，阳光是标量。阳光没有方向，使用起来容易得多。
2使用是安全的
如果你计划在家里安装太阳能系统，你自然希望它对你的孩子和家人是安全的。同样，作为雇主，员工的安全是你的责任。这就是为什么无论你选择什么;你首先应该关心的是安全程度如何．
太阳能发电系统操作和使用是安全的。它们不产生有毒或腐蚀环境的物质作为副产品。因此，它们对环境绝对没有负面影响。这就是为什么它们比化石燃料好得多，化石燃料的消耗正在慢慢地破坏自然。
此外，太阳能也没有碳足迹。它不会向大气中释放任何二氧化碳。
就可持续性而言，这意味着太阳能是人类未来的一项强制性投资。我们需要一种可以无限利用的能源不破坏环境还牺牲了下一代的需求。
3太阳能系统在经济上可行
你知道吗中国和美国正在积极投资太阳能?想知道为什么吗?这是因为太阳能对经济有帮助。为什么，你问了?请在下面找到答案。
最常见的太阳能系统是太阳能电池板。他们需要丰富的生产、安装和维护知识才能工作。然而，如果你安装了它们，你就可以降低电费。从长远来看，你可以省去电费。
这也是越来越多的公司转向清洁能源消费的原因之一。太阳能电池板的使用将随着这一转变而增加。因此，这将为能源部门的技术工人创造大量就业机会，并促进国家经济的发展。
iv.无税收
对一种商品或产品征收的税往往超过其价格，使其成为一项整体昂贵的投资。然而，太阳能却不是这样。听起来像是梦想成真?
v.无限
你有没有想过，太阳对地球上的人类生活是多么重要?我们从不担心。太阳是地球的生命，是地球未来发展的必要条件。同样，只要我们有太阳，我们就有太阳能，而且它是取之不尽的。太阳是一种无限的能源，我们可以利用这种能量来生产我们所需要的能量。这样看来，太阳能最重要的特性就是它是一种无限的能源。
一些真正的好消息是，德克萨斯州在美国阳光最充足的州中排名第四。德克萨斯州的太阳能将继续增长。
vi.帮助您保持低电费
电费是我们所有人头痛的一个重要原因。高额账单让我们感到压力和焦虑，不知道如何偿还。通常，这导致我们不断地监控用电情况，这就需要做出牺牲。它还会导致不稳定的行为，并损害对电力的基本需求。
碰巧，太阳能可能是解决这个问题的办法。通过太阳能电池板等太阳能系统发电可以显著降低我们的电费。研究表明太阳能可以降低用电成本降幅高达20%。
对某些人来说，这听起来像是一个神奇的梦想，但这是真的。这是因为该系统使用了大部分的太阳能，并将其转换为可以使用的能源。这样，它不会占用太多的电力，从而降低账单。
7它可以增强你的居住或工作空间
在环境退化非常突出的地区尤其如此，政府正在寻找解决这种情况的方法。在家里安装太阳能系统无疑将被证明是一个明智的举动，将节省你许多电费。同样，在你的工作空间中集成一个太阳能系统将帮助你降低这个地方的维护成本，并提高办公室的吸引力。
在这个部门进行的研究表明家用太阳能系统能让它们的价值增加2万美元。由于这一数额与安装所需的资金类似，这意味着你可以在出售房产时获得现金返还。这无疑是一项明智的投资，而且只会随着时间的推移而增值。
8它只需要很少的维护，使用寿命长
还有什么比安装一个不需要太多努力却能给你带来巨大好处的系统更好的呢?太阳能系统完全符合这些标准。它们易于安装和维护。每个系统都有关于安装过程的详细指南，您可以阅读这些指南以获得管理面板的有用提示。
此外，太阳能系统的寿命很长。这意味着你可以在家里舒适地使用太阳能20-30年，没有任何麻烦。它们需要的维护很少，你可以自己做或聘请专业人士来做。
9它在偏远地区也是可行的
但是使用太阳能，你可以保证不会发生这样的事情。对于与文明隔绝或没有电力传输电缆的地方来说，这是天赐的解决方案。这样，即使在一个国家最落后或最不发达的地区也能实现发展。
x.它提供了巨大的财务前景
好的投资有合理的回收期。太阳能为你提供了赚钱的机会。或者至少是三分之一。许多政府已经开始向使用太阳能技术的居民提供税收抵免优惠。这些税收抵免大约涵盖价格的26%你的太阳能系统的安装。这样，你就能从一开始就获得可观的投资回报。
此外，政府还向使用太阳能发电的家庭提供退税。如果所有这些还不足以说服你，那么你要知道，任何通过太阳能产生的多余电力都可以卖回给电力公司牟利。但是，我们不建议这样做，因为这种备用能源可以在许多其他方面帮助您，例如在断电或负载减少期间。
西安装太阳能系统可以帮助你避开政治
使用不可再生资源，如煤和石油，需要时刻保持警惕。政治气候的变化频繁且不可预测，导致这些化石燃料的价格随之波动。这是用户压力的来源，特别是因为通过化石燃料发电需要不断输入这些资源。
太阳能比这一切都重要。你不用担心价格波动。这是因为，在购买和安装之后，太阳能系统是免费使用的。它们不需要额外的投入或材料，除了阳光，每个人都可以免费获得。
十二。它帮助你变得自力更生
随着科技的进步，人们变得更加自立。这就是太阳能系统使你，作为一个社会，变得自力更生，甚至根据你的需要发电。每个家庭都可以利用太阳能，独立地满足其电力需求。
虽然太阳能在夜间不工作，但可以安装太阳能蓄电池作为备用。除此之外，当您的系统不能产生足够的电力时，您可以选择与电网相连的太阳能系统作为替代方案。
什么是并网和离网太阳能?
在我们结束本章时，有必要建立两种类型的太阳能系统之间的区别，以及它们如何以不同的方式帮助你。
a.并网太阳能系统
这也有利于房主，因为在太阳能系统不能产生所需电量的情况下，你可以使用电网。并网太阳能系统是最受欢迎的。
B.离网太阳能系统
离网太阳能发电系统在电力生产中独立运行，顾名思义，不连接到任何电网。
这样的系统需要大型电池组为您的家庭提供稳定的电力供应，特别是在紧急情况下。
网络计量-它是什么，为什么它很重要?
净计量是储存你的太阳能系统产生的任何多余能量的过程。然后，这些能量被测量并转换为积分并转移到您的帐户。
你可以随时用账户里的积分兑换电费。通过这个过程，整个电网成为你的电力储备，你可以在紧急情况或任何其他需要的时候使用这些储备。
