試論太陽所蘊含的能量以及利用方法

金修玉 鄭偉

摘 要：太陽是人類生存必不可少的基本物質條件，其產生的光照亮人們的生存環境，產生的熱能幫助人們保暖驅寒。進入科技發展時代之后，人類對于太陽的認知達到了一個新的高度，開始主動去了解太陽的構成以及太陽所蘊含的恐怖能量以及如何利用太陽的能量，于是出現了太陽能熱水器，太陽能電池，太陽能汽車，但是人們對于太陽能量的探索仍然處于初期階段，太陽中蘊含的能量遠遠不止目前發現的光能和熱能，對于太陽仍然需要進一步的探索，發現更多有關太陽能的應用。

關鍵詞：太陽光能 太陽熱能 能量應用

中圖分類號：TK512 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（a）-0128-02

1 太陽及所蘊含的能量概述

在眾多新能源當中，太陽能是其中最穩定，使用壽命最長，受其他因素影響較小的新型能源，而且，由于其無污染和取之不盡的特點已經受到越來越多國家的重視，對于太陽能源的開采和利用創新實驗正在各國大肆開展。太陽所蘊含的能量主要以熱能和光能為主，這也是目前全球科技水平能夠直接利用的太陽能源，太陽熱能一般是指太陽光輻射產生的能量，具體的產生途徑是通過太陽內部不斷進行的原子核反應從而釋放出的大量能量。另外，太陽光能是由于太陽中發生的熱核聚變反應而產生的光，向太陽的四周擴散，照射到地球上的光都是由大氣層進行過濾之后的光能，經過可見光譜均勻分布，通常我們可見的只是太陽光中的白光，而太陽光能的實質是一段電磁波。

2 目前太陽能的基本應用方法

2.1 太陽光能以及光能的應用

光能是太陽中的重要能源，也是我們日常生活中必不可少的能源之一，目前有關于太陽光能的應用主要集中在以下兩個方面。

2.1.1 太陽能光伏發電

光伏發電最先是由法國科學家貝克雷爾在1839年的一次實驗中發現，半導體材料在光照的條件下不同部位間會產生電位差并將這種現象命名為“光伏效應”。光伏發電就是利用太陽的光能直接轉換成電能的一種應用。基本原理是通紅金屬接受太陽光，當金屬內部的某個電子吸收足夠多的光子之后，該電子內部所蘊含的能量會使得電子擺脫原來的金屬內部結構引力，形成新的光電子，從而從金屬表面逃離出來。和常規的火力發電相比，光伏發電的優點更加突出，首先光伏發電是一種較為環保的發電方式，沒有污染物排放，能源質量相比較傳統的火力發電更高，沒有資源分布不均勻的限制，甚至有陽光的地方就可以建立光伏發電系統，而且發電過程安全可靠。但是，另一方面，光伏發電過程中使用的太陽能電池板的生產具有高能耗和高污染的缺點，這也是當下光伏發電中必須面對和解決的問題。

2.1.2 太陽能一體燈的應用

太陽能一體燈也是太陽中光能的具體應用表現，是現代光學領域的一大能源應用創新。太陽能一體燈也叫做一體化太陽能路燈，其中主要的電器元件有鋰電池，智能傳感器，太陽能電池板，高光效的LED以及人體感應模組。其工作原理就是通過將太陽中的光能轉換為太陽能電池板上的電能，通過轉換的電能再給太陽能一體燈充電，在充電的同時，太陽能板也會收集維持夜間照明的能量，保證太陽能一體燈在沒有陽光的情況下也能實現其照明功能。另外，在夜間，太陽能一體燈中的人體感應系統會感應附近是否有人通過，在沒人通過的情況下，太陽能一體燈的光照強度會變為原來的三分之一，起到節約能源的作用。

2.2 太陽熱能的應用

太陽熱能也是太陽能源中的重要部分，對太陽熱能進行應用也是當下新能源應用的重點課題。

2.2.1 熱泵技術

熱泵技術是目前全世界范圍內備受關注的新能源技術之一。而利用太陽能輔助驅動熱泵也形成了多種多樣的形式，熱泵是鏈接兩個熱源的重要組件，以蓄熱器存儲的熱水作為低位熱源，利用集熱器收集太陽熱能，作為熱泵系統的基本熱源。熱泵技術在人們日常生活中廣泛應用，主要應用于日常熱水的提供，同時在工業用熱，建筑采暖等方面也有一定的應用。而由于太能熱能經常會受到天氣因素的干擾，如何保證太陽能熱泵系統在穩定可靠的環境中運行是目前急需解決的問題。

2.2.2 太陽能制冷技術

太陽能制冷過程主要是太陽能吸附式制冷，另一種是太陽能吸收式制冷。前者的制冷原理是通過固體吸附劑來對光能進行周期性吸附以及解讀的過程，而后者是通過集熱器來收集太陽熱能并用收集的太陽熱能對吸收式制冷機進行驅動，完成制冷的過程，在陽光不充足的情況下，可以適當采用燃煤鍋爐和煤油進行輔助性加熱。目前太陽能制冷成套裝備已經研發成功，隨著其在生活中的不斷推廣和應用，將會進一步緩解我國的能源緊張問題。

3 太陽能創新技術的應用

在不可再生能源日益消耗的情況下，國內外專家學者極為重視對于太陽能源的開發和利用，不斷探索新的技術，希望能夠進一步提高太陽能源的利用效率，緩解地球能源的壓力。

3.1 太陽能農業生態大棚的應用

太陽能農業生態大棚就是目前一項極具前景的太陽能源創新應用，主要的應用原理是溫室效應，通過太陽熱能建立太陽能溫室，主要的目的是為了提高玻璃房內的溫度和塑料大棚的溫度，通過陽光的持續照射，來保持大棚內的溫度達到恒定的要求，滿足植物生長對于溫度的基本要求。目前的太陽能生態大棚在發展中已經不僅僅滿足對太陽能的收集，也開始在生態大棚建設過程中添加蓄熱裝備，同時借用有關的除濕器和加濕器穩定生態大棚中的濕度，采用太陽能設備實現大棚內蒸汽傳輸和溫度調節等目的，同時配備有自動調節裝置。太陽能生態大棚的建設很大程度上改變了植物的生長周期，使得原來只有在特定時期才能吃上的蔬菜，能夠一年四季都出現在菜市場，太陽能生態系統的發展對于人們的日常飲食和人類健康都具有極其重要的作用。

3.2 污水處理系統的建設

在太陽能污水處理系統出現之前，對于污水的處理普遍采取化學處理的方式，通過化學反應達到去除污水中的離子或者元素的目的。常規的污水處理技術需要在廢水池中接入電學裝置，經常會出現電學故障維修的情況，而引用太陽能微動力技術可以在很大程度上改善這種情況，不需要進行日常的維修檢測，全程綠色低消耗處理，污水處理的效果要比一般的處理方式提高20%，具有其他處理工藝不可比擬的效果。太陽能微動力處理主要的原理是通過對太陽能的收集，在污水池中完成太陽能的好氧反應，生成大量的微生物，使得污水中的各種有機物被微生物降解，最后引導混合物進入沉淀池，實現最后的沉淀處理。太陽能微動力污水處理系統主要采用的是太陽能源，屬于綠色能源；另外，整個過程主要采用的是光電一體技術，能夠保障整個污水處理系統長期有效地運行，也極大地減少了污水處理系統的成本，具有十分廣泛的市場發展前景。

3.3 太陽能作為新型星際飛行的能源

在太陽能的光子風暴應用上人類也有了初步認識，因為太陽光子是太陽向太空噴射能量的主要形式之一。所以在真空太空中太陽風暴（太陽光子）推動飛行器不斷加速，就會達到飛行器所需要的宇宙飛行速度，從而實現人類星際旅行源源不絕的動力來源。

4 結語

太陽能在我們的日常生活中占據重要的地位。對太陽能的開發，一方面有利于豐富我國的能源形式與種類，為人們的生活提供更多的便利；另一方面，開發太陽能新型能源有利于緩解我國資源稀缺的問題。目前的科技水平還僅僅局限在對太陽光能和熱能的基本應用開發的程度，如何發現太陽當中蘊含的其他能量并且通過科技手段，應用到我們的生活當中，仍然需要更多的科學工作者付出更多的努力去探索。

參考文獻

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