太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)污染、可再生的自然資源,取之不盡,用之不竭。充分開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能,不僅可以有效緩解人類能源短缺的狀況,還可以有效地解決因過(guò)度使用常規(guī)能源所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。目前,太陽(yáng)能利用技術(shù)主要有四種:太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換、光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光生物利用。
太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換
1.太陽(yáng)能熱水器(或系統(tǒng)) 是利用太陽(yáng)的輻射能將冷水加熱的一種裝置。太陽(yáng)能熱水器集熱系統(tǒng)主要有平板集熱器和真空管集熱器兩種結(jié)構(gòu)形式。目前推廣的太陽(yáng)能熱水器以戶用太陽(yáng)能熱水器和賓館、學(xué)校用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)為主。在我國(guó)熱輻射條件下,每平方米太陽(yáng)能集熱面積年可節(jié)約標(biāo)煤120千克左右,同電熱水器相比,每臺(tái)太陽(yáng)能熱水器可節(jié)約500千瓦時(shí)的電量。
2.太陽(yáng)房 是通過(guò)建筑設(shè)計(jì)把高效隔熱材料、透光材料、儲(chǔ)能材料等有機(jī)地集成在一起,使房屋盡可能多地吸收并保存太陽(yáng)能,達(dá)到房屋采暖目的。分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩大類。主動(dòng)式太陽(yáng)房的一次性投資大,設(shè)備利用率低,維修管理工作量大,且需耗費(fèi)一定量的常規(guī)能源。被動(dòng)式太陽(yáng)房具有構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低,不需特殊維護(hù)管理。被動(dòng)式太陽(yáng)房集絕熱、集熱、蓄熱為一體,是節(jié)能建筑的一種形式,每平方米建筑面積年可節(jié)約標(biāo)煤20~40千克。
3.太陽(yáng)灶 是利用太陽(yáng)能輻射,通過(guò)聚光獲取熱量,進(jìn)行炊事烹飪食物的一種裝置。它不燒任何燃料,沒(méi)有任何污染。太陽(yáng)灶分為箱式太陽(yáng)灶、平板式太陽(yáng)灶、聚光太陽(yáng)灶三種,均需在陽(yáng)光下進(jìn)行炊事操作,陰天下雨、室內(nèi)不能用。每臺(tái)太陽(yáng)灶每年可代替500~700千克秸稈。
4.陽(yáng)光溫室大棚是指利用玻璃、透明塑料或其他透明材料作為蓋板或圍護(hù)結(jié)構(gòu)建成的密閉建筑物,將溫室大棚內(nèi)氣溫和地溫溫度提高,并通過(guò)對(duì)溫室大棚內(nèi)溫度、濕度、光熱、水分及氣體等條件進(jìn)行人工或自動(dòng)調(diào)節(jié),以滿足植物或禽、畜、魚蝦等生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種生態(tài)條件。
5.太陽(yáng)能水產(chǎn)養(yǎng)殖利用太陽(yáng)能熱利用技術(shù)、水源熱泵技術(shù),為水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)供熱的系統(tǒng)。即在晴天,利用太陽(yáng)能來(lái)加熱調(diào)控養(yǎng)殖大棚的水溫;在陰雨天,利用水源熱泵加熱調(diào)控養(yǎng)殖水溫。我市已成功地將太陽(yáng)能應(yīng)用于甲魚養(yǎng)殖生產(chǎn)中,不僅減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本,而且有效地解決了傳統(tǒng)用煤加熱水溫,對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤和周圍環(huán)境的污染。
6.太陽(yáng)能干燥利用太陽(yáng)能干燥設(shè)備對(duì)物料進(jìn)行干燥,稱為太陽(yáng)能干燥。其特點(diǎn)是充分利用太陽(yáng)輻射能,提高干燥溫度,縮短干燥時(shí)間,防止干燥物品被污染,提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前,國(guó)內(nèi)已有許多單位把該項(xiàng)技術(shù)用于木材、茶葉、煙葉、肉類制品、藥材、谷物、蔬菜、等農(nóng)副產(chǎn)品的烘干。
太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換
1.太陽(yáng)能路燈以太陽(yáng)光為能源,白天太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電,晚上蓄電池給負(fù)載供電使用,無(wú)需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè),可任意調(diào)整燈具的布局,安全節(jié)能無(wú)污染,無(wú)需人工操作工作穩(wěn)定可靠,節(jié)省電費(fèi)免維護(hù)。
2.太陽(yáng)能殺蟲燈是一種將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電能,提供能源給設(shè)備的日常使用。它利用昆蟲天生的趨光性、趨波性、趨色性的生理特點(diǎn),輔以特定的光源和波長(zhǎng),在夜晚將害蟲吸引過(guò)來(lái)將其殺滅,從而達(dá)到殺蟲的效果,是一種高科技的、無(wú)危害的物理殺蟲產(chǎn)品。目前太陽(yáng)能殺蟲燈分電擊式、水殺式、撞擊式三種。
3.戶用光伏發(fā)電利用太陽(yáng)電池有效地吸收太陽(yáng)光輻射能,并使之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿闹苯影l(fā)電方式。在我國(guó)戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是解決無(wú)電地區(qū)居民照明、聽(tīng)廣播和看電視等的用電問(wèn)題。
4.薄膜太陽(yáng)能農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電系統(tǒng)是一種用透明薄膜太陽(yáng)能光伏玻璃替代傳統(tǒng)的大棚薄膜,通過(guò)薄膜太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。薄膜太陽(yáng)能的使用既可實(shí)現(xiàn)低成本光能發(fā)電,又不影響農(nóng)作物光合作用所需的紅光穿透,提高大棚溫度,促進(jìn)冬季作物快速生長(zhǎng)。此外,由于使用了LED的紅光照射,還可延長(zhǎng)日照時(shí)間,縮短農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)量及品質(zhì)。
5.太陽(yáng)能汽車?yán)密圀w外表的太陽(yáng)電池板,將光能直接轉(zhuǎn)換成電能,再通過(guò)電能的消耗,驅(qū)動(dòng)車輛行駛。太陽(yáng)能汽車由電池板、儲(chǔ)電器和電機(jī)等組成,沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、驅(qū)動(dòng)、變速箱等構(gòu)件。因太陽(yáng)能汽車不用汽油等燃料,所以不排放有害物,每輛汽車的CO2排放量約可減少50%。
6.太陽(yáng)能幕墻太陽(yáng)能建筑玻璃幕墻可分為光熱玻璃幕墻和光電玻璃幕墻。光熱玻璃幕墻實(shí)際上是平板式太陽(yáng)能集熱器的變形,可用來(lái)提供生活熱水。光電玻璃幕墻用透明封裝的晶體硅制作,與光電池類似,可用來(lái)提供生活用電。
太陽(yáng)能光化學(xué)轉(zhuǎn)換
太陽(yáng)能裂解水制氫 利用太陽(yáng)能作為氫能形成過(guò)程中的一次能源,以光催化材料為“媒介”把水裂解為燃料電池所必需的氧和氫。目前光催化材料已接近實(shí)用階段,隨著太陽(yáng)能裂解水制氫技術(shù)的迅猛發(fā)展和巨大突破,在不久的將來(lái)有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
光生物利用
通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。