利用太阳能的方式以及其优缺点分析doc武汉大学[ 太阳能利用] 专业: [ 动力与机械学院] 学生姓名: [ 许杭锟]学号: 20********** 完成时间: 2016 年 12月 30日利用太阳能摘要:为了应对如今严峻的能源短缺的问题。出现了各种利用太阳能的方式, 比如;太阳能的直接利用,水的光解制氢,太阳能发电板关键词;太阳能,凹面镜,太阳能电池,化学能,电能如今面对极度缺乏能源严峻形式,积极寻找新能源的高效便捷的利用方式已成为当下十分重要的课题。而作为分布最为广泛的太阳能无疑成了未来的新能源首选。据估计, 照射在地球上的太阳能非常巨大,大约 40 分钟照射在地球上的太阳能,足以供全球人类一年能量的消费,这就是说太阳能有很大的开发空间。然而,很遗憾的是现在的太阳能利用并没有达到令人满意的效果,普遍存在利用效率不高的问题,现在我就个人想法对现在的太阳能利用及其发展做个概述,并且提出几个新的利用太阳能的方式。一: 关于现今已有的利用太阳能的看法 1. 太阳能的直接利用这种方式是最直接的利用方式,直接将太阳作为热源而获得太阳能,例如太阳能热水器,利用凹反射镜加热水,实现干燥等。但是很明显的是这种利用方式并不能符合现代要求,其应用广泛性太小了,因为它仅仅将太阳能转变为热能, 因此很难得到大规模地在多领域的应用,但是它的优点也相当明显,作为一个热源它是一个很好的选择,一个普通的凹面反射镜的焦点温度可达几百甚至上千。所以能不能结合这个优点将太阳能利用起来呢。当然可以,我们可以在一个光线充足的地方建大规模的集群性的太阳能汇聚镜,用它来加热水塔中的水,从而产生高压水蒸气带动汽轮机转动实现发电。而这一想法已有实例,下图就是聚光太阳能发电塔。一个这样的独立单元发电功率达到 50兆瓦,这一发电方式虽然成本较高,不过其利用太阳能效率较高,甚至超过了太阳能光伏电池的利用效率,有望发展。 2. 通过催化剂实现光能到化学能的转变这种发电方式简称光催化法制氢,在半导体 TiO2 及过渡金属氧化物、层状金属化合物,如 K4Nb6O17 、 K2La2TiO10 、 Sr2Ta2O7 等,以及能利用可见光的催化材料,如 CdS 、 Cu-ZnS 等的催化下, 在一定的光照条件下, 催化分解水, 从而产生氢气。然而到目前为止, 利用催化剂光解水的效率还很低, 只有 1% ~ 2% 。效率极低, 所以现在的主要任务是寻找高效催化剂博鱼体育app下载。那么既然在低温下, 水难以分解, 可不可以在高温条件下实现这一点呢? 我们知道水背加热到上千度时会变成 H 2和O 2 。而这一点不正好可以通过高效率的太阳光汇聚反射镜实现吗。这样就实现了太阳能向化学能的转变了。可是上千度对反应仪器开说必定是巨大的考验,所以我们还是要借助于一种适用于高温下能够催化水分解反应的催化剂。于是我们可以适当降低对温度的要求然而却任然有较高效率。( 显然这一过程中必须实现H 2和O 2 的高温下的分离,不然 H 2和O 2 很有可能又反应生成水。)那么可不可以再物质上考虑呢?我想首先这种物质在地球上必须是含量丰富又容易获得的, 所以可以向二氧化碳, 二氧化硅, 氧气, 氮气等等考虑。运用同样的方法, 通过温度与催化剂的调控, 实现物质的有利转换。如二氧化碳转变为氧气和碳, 将氮气在阳光和催化剂的条件下向氮的化合物转变,形成氮肥等物质。 3. 通过太阳能电池实现太阳能