太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存,都是由于直接或间接来自于太阳的能量。太阳能作为一种新能源,它与常规能源相比有三大优点:
第一,它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计,在过去漫长的11亿年中,太阳消耗了它本身能量的2%,可以说是取之不尽,用之不竭。
第二,地球上,无论何处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。
第三,太阳能是一种洁净的能源,在开发和利用时,不会产生废渣、废水、废气,也没有噪音,更不会影响生态平衡。
我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能少到难以置信(大约千万分之三),这么小的一点能量,实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍。目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺,因此,人们开始求助于太阳能,以解决能源危机。
太阳能是一种辐射能,我们无法直接利用,因此,要将太阳光进行转换,方可加以利用。
目前,我们应用最多最广泛的还是将太阳能转化为电能。将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其他任何机械部件,光线中的能量被半导体器件的电子获得,于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器,就是太阳能电池。太阳能电池也同电晶体一样,是由半导体组成的。它的主要材料是硅,也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯硅,要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射,就能够把光能转变为电能,使电流从一方流向另一方,一般就可发出相当于所接收光能的10%～20%的电。
山东山泰集团将LED路灯与太阳能电池相结合,就是一个很好的应用实例。白天,太阳能电池板吸收太阳光储备电能,夜晚或室外昏暗情况下,自动感应外部环境开始照明。这样不仅不需要传统路灯安装所需要的电缆电线,而且利用自然能源,不需要发电供电。在可持续发展与低碳环保的今天,其意义极其深远。
目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航太领域进入工业、商业、农业等行业和通信、家用电器以及公用设施等领域,尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以节省造价很高的输电线路。但是在目前阶段,它的成本还很高,发出一千瓦电需要投资上万美元,因此大规模使用仍然受到经济上的限制。
从长远来看,随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明,各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求,太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法,可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。
