《第四單元太陽能生物質(zhì)能和氫能的利用》課件(部級優(yōu)課)-化學(xué)課件

太陽能的利用

太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。

隨著全球的化石能源資源逐漸短缺，氣候變化等環(huán)境壓力也日趨增大，太陽能、風(fēng)能以及生物質(zhì)能等新能源和可再生能源已被世界各國政府作為重要的戰(zhàn)略替代能源

太陽能開發(fā)利用的背景

太陽能電池是基于內(nèi)光電效應(yīng)中的光伏效應(yīng)，它是一種具有光電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，能直接把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成直流電。在晶體硅中摻入某些元素，使得晶體硅的電特性發(fā)生變化，進(jìn)而形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料。在光照下，具有特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi),能產(chǎn)生自由移動的電荷并形成內(nèi)電場，這些自由電荷在內(nèi)電場的作用下定向移動并積累，從而在其兩端形成穩(wěn)定的電動勢，將其兩端閉合便產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱光伏效應(yīng)。太陽能光伏發(fā)電的原理應(yīng)用之一：“神六”載人飛船的機翼應(yīng)用之二：快速公交的高架站和地面站

廈門快速公交系統(tǒng)的太陽能供電系統(tǒng)已運營。將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)裝設(shè)在高架車站、地面車站的屋頂和高架區(qū)間橋的側(cè)面，將太陽能景觀燈裝設(shè)在高架區(qū)間，這樣不僅美觀，而且示范效果也很顯著。太陽能電池板直接粘貼在車站頂端的弧形棚架上。該系統(tǒng)晴天一天可發(fā)電60度，能夠滿足運營需求。若遭遇連續(xù)陰雨天和停電事件，儲能設(shè)備就發(fā)揮作用，站點的用電不會受到任何影響。

太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈，這種路燈既不用開溝埋線，也不消耗常規(guī)電能，只要陽光充足就能就地安裝，也不污染環(huán)境，因而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品，城鎮(zhèn)的公園、道路和草坪的照明都隨處可見太陽能路燈。應(yīng)用之三：太陽能路燈

不遠(yuǎn)的將來，在世界能源消費中占據(jù)重要地位的將是太陽能光伏發(fā)電。預(yù)計2040年，可再生能源將占總能耗的一半以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20％以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80％以上，而太陽能發(fā)電將占到60％以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位以及廣闊的發(fā)展前景。人類還將目光投向宇宙空間，準(zhǔn)備在宇宙空間建造大型的太陽能發(fā)電廠，電能將通過微波輸電設(shè)備，被源源不斷地送回地球，損耗率低于