太阳能如何收集?

   2023-04-09 16:57:14 网络1060
核心提示:这要看能量转化的需求.单纯的太阳能是不能被收集的.但可以使其转化从而达到收集的目的. 一,可以利用太阳能发电. 二,可以利用太阳能发热. 三,可以利用太阳能影响电磁波动. 四,可以利用太阳能促进生物生长. 五,可以利用太阳能净化特

太阳能如何收集?

这要看能量转化的需求.单纯的太阳能是不能被收集的.但可以使其转化从而达到收集的目的.

一,可以利用太阳能发电.

二,可以利用太阳能发热.

三,可以利用太阳能影响电磁波动.

四,可以利用太阳能促进生物生长.

五,可以利用太阳能净化特定环境.

以及还有很多,具体方法如有需求再议.

材料小博士:太阳能收集神器降临,究竟是啥能有这么强的神力?

人类一直在寻找高效利用太阳能的方法,太阳能作为非常清洁的可再生能源,只需要高效率捕获太阳光,就可以产生大量能源。对于资源日渐匮乏的地球来说,收集太阳能是一种可行的弥补方式。

目前人类收集太阳能的方式,主要依靠零散的太阳能光伏板,在建筑物或较高的地方集中布置,从而收集太阳能。

这种方式效率并不高,而科学家希望可以在太空建造太阳能收集卫星,从而提高太阳能的捕获效率。

太空太阳能技术,已经酝酿数十年:

早在19世纪末,尼古拉·特斯拉就提出了无线电力传输,这一想法在近期进入到大众生活,很多手机都开始支持无线充电。

正是无线电力传输的想法,让太空太阳能技术开始逐渐出现。在1968年,彼得·葛莱瑟首次提出太阳能卫星的想法。

该卫星技术的想法非常简单,就是利用卫星尽可能靠近太阳,利用卫星上的太阳能光伏板从太阳光中收集能量。

完成能量的收集后,利用无线电力传输技术,向地球传递信号,地球上利用接收天线,远距离接收卫星的能量,并提供给电网,传递到需要用电的地方。

虽然我们现在才开始普及无线电力传输技能,但该理论提出后,在1970年,加利福尼亚就完成了数十千瓦的远距离无线电力传输实验。

太空太阳能会遮挡地球阳光吗?

为了提升电力传输的效率,卫星往往需要更大的太阳能收集装置,在最初的设计中,太阳帆就是一种很好的捕获装置。

利用太阳帆,可以大面积收集太阳光,并将其转换为微波能量,但是这也带来了其他问题——巨大的太阳帆需要更高的成本,而且建造难度非常大;太阳帆也会被太阳光驱动,科学家必须持续进行反向推动,避免太阳光将太阳帆“压”回地球。

由于太阳帆距离地球非常遥远,从地球上来看,太阳帆最多只有风筝大小,基本不会产生阴影。

巨型卫星星座,或许是可行的方法:

利用巨大的太阳帆作为太阳能捕获装置,目前来说并不现实,而随着SpaceX的星链卫星发射,科学家认为可以利用巨型卫星星座,作为捕获太阳光的装置。

SpaceX可以在五年时间里制作将近四万颗卫星,这是非常模块化的生产方式,并且可以支持批量生产,从而降低制作成本和硬件成本。

按照目前的卫星发射效率,如果太空太阳能卫星组网开始发射,大约只需要10年时间,就可以搭建出成型的太空太阳能卫星网。

根据科学家的计算,如果太空太阳能卫星持续发射,大约只需要100年时间,地球80%的能源都可以通过太空卫星提供,剩余的20%可以使用其他可再生能源代替。

完成这一目标,人类基本可以摆脱石油的依赖,实现0排放目标。但是由于卫星数量的激增,可能需要100万人参与到太空工作,负责太空太阳能卫星的维护升级和修理工作。

虽然现在绝大多数人的工作都在地球上,或许在几百年后,人类都需要进入太空工作~

虽然太空太阳能计划可以解决地球的能源问题,但是卫星的大量发射,将带来非常严重的太空拥挤现象。

星链卫星的发射,已经让太空轨道空间出现了拥挤信号,如果继续高频率发射100年卫星,整个地球轨道将充满卫星,而这些卫星将频繁进行近距离接触,如果发生碰撞,整个轨道上的卫星都要遭殃。

太空太阳能计划虽然已经酝酿了几十年,但是想要彻底改变地球的能源结构,还需要进一步的探索!

太阳光热能怎样能收集储存

太阳能,大家都知道是可再生能源,但有个很现实的问题,那就是如何增加它的利用率。各种太阳能转板都派上用场了,可转化率还是不理想,那该咋办呢?其实,原来转化率不高是出自转化的材料,现在技术进步如此飞快,材料方面是否有突破了呢?材料小博士告诉大家,是有的!就是石墨烯了!我们又找到它的另一种新的应用了!

澳大利亚的研究人员近日开发了一种吸收太阳能的石墨烯超薄薄膜,这些薄膜竟只有90纳米厚,比人头发细1000倍!!自然光照下,在开放的环境中它可以迅速加热到160度,所以它在太阳能热能收集方面是具有巨大的潜力的!

有人会问到了,这么厉害的东西究竟是怎么做到的呢?其实,单个石墨烯层的光吸收率仅为2.3%,要有高的光吸收率,必须要用多层结构。然而, 多层石墨烯结构很容易重叠变成石墨薄片,失去石墨烯的优异特性,这是一个防止石墨烯恢复成石墨的的挑战。

最后,专家们通过用聚合物电介质层分离石墨烯层来克服了这一点,重叠了30个GO石墨烯氧化层,然后通过用飞秒激光束处理薄膜材料来切割材料,该激光束去除部分材料,使其形成由空气槽组成的光栅结构。

这种光栅结构增加了光量的吸收,而且超薄设计也减少了使用的材料量,使其迅速升温。此外,超薄的特性使得从石墨烯加热膜到需要加热的材料(例如水)的热传递变得容易,因此可以用来淡化海水。最最最主要的是这种方法规模大、成本低,有望应用于我们以后的日常生活中。

太阳能怎样收集能量?原理?

储存方法

一、直接储存。

我国东北地区有一种暖墙,用土坯、砖或混凝土砌成,墙里面中空,墙的下面是火炉。在寒冷的冬天,点燃火炉,火炉的烟经过暖墙排到室外,暖墙被加热之后,热量储存在暖墙里,需要十几个小时之后才会变凉。

这样白天烧火炉,解决了夜间取暖问题。北方地区的火炕,也起到储存热量的作用。同样道理,利用蓄热材料也可实现太阳能的直接储存。太阳能的直接储存分为短期储存和长期储存两类。

短期储存可以把太阳能储存几个小时或者几天;长期储存可以把太阳能储存几个月之久。例如太阳房的砂石,就可以起到短期储存太阳能的作用,夜间使用的能量就是白天吸收太阳辐射能量,用于。

二、转化为电能储存。

把太阳能转变为其他的能是比直接储存更先进的办法,这也是目前比较常见的做法。比如利用太阳能发电,把发出的电输入蓄电池进行储存。

常用的是蓄电池,正在研究开发的是超导储能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史,它利用化学能和电能的可逆转换实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低,但使用寿命短,重量大,需要经常维护。

光热转换

光热转换即靠各种集热器把太阳能收集起来,用收集到的热能为人类服务。

早期最广泛的太阳能应用是将水加热,现今全世界已有数百万个太阳能热水装置。太阳能热水系统主要包括收集器、储存装置及循环管路三部分。

利用太阳能作冬天采暖之用,在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低,

室内必须有暖气设备,若要节省化石能源的消耗,可设法利用太阳能。大多数太阳能暖房使用热水系统,也有使用热空气系统的例子。太阳能暖房系统由太阳能收集器、热存储装置、辅助能源系统及室内暖房风扇系统组成。太阳辐射热经过收集器内的工作流体储存,然后向房间供热。

目前,美国已兴建100多万个主动式太阳能采暖系统和超过25万个依靠冷热空气自然流动的被动式太阳能住宅。

光电转换

光电转换即将太阳能转换成电能。目前,太阳能用于发电的途径有二:一是热发电,就是先用聚热器把太阳能变成热能,再通过汽轮机将热能转变为电能;二是光发电,就是利用太阳能电池的光电效应,将太阳能直接转变为电能,

太阳能电池的主要原理是:通过使用半导体材料,将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上,当光子撞击该装置的表面时,P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流,可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。目前,太阳能电池的成本还较高,要达到足够的功率,需要相当大的面积放置电池。

1953年,美国贝尔实验室研制出世界上第一个硅太阳能电池,转换效率为0.5%,1994年太阳能电池的转换效率已提高到17%。

光化转换

光化转换即先将太阳能转换成化学能,再转换为电能等其他能量。我们知道,植物靠叶绿素把光能转化成化学能,实现自身的生长与繁衍,若能揭示光化转换的奥秘,便可实现人造叶绿素发电。目前,太阳能光化转换正在积极探索、研究中

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