太陽熱能定義

　　太陽是距離地球最近的一顆恒星，也是太陽系中唯一的發光天體，它帶給地球光和熱，是地球上一切生命的根源。太陽是以光輻射的方式把能量輸送到地球表面上來的。太陽能屬于可再生綠色能源，是“用之不竭”的能源，白天在標準太陽光照條件下，發電效率為10%，則整個地球表面上每年可獲得的太陽能發電量為114×1015 kWh，大約相當于當今世界能耗總量的100倍。

　　太陽熱能的利弊

　　1、普遍

　　太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸。

　　2、無害

　　開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

　　3、巨大

　　每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億t標煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。？

　　4、長久

　　根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。 分散性

　　到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說來，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備，造價較高。

　　5、不穩定性

　　由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。

　　6、效率低和成本高

　　太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

　　太陽熱能的利用方式

　　（1）光熱利用

　　它的基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器（槽式、碟式和塔式）等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用（《200℃）、中溫利用（200～800℃）和高溫利用（》800℃）。目 前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽能采暖（太陽房）、太陽能溫室、太陽能空調制冷系統等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。

　　（2）發電利用

　　新能源未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。已實用的主要有以下兩種。

　　1、光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，后一過程為熱—電轉換。這種方式簡單易行，成本低廉回報大，適合在中國大面積推廣。

　　2、光—電轉換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。可惜這種發電方式效率只有10%，其成本大于壽命，沒有任何經濟價值。在制造太陽能電池的過程中，往往會產生二次污染。

　　（3）太陽能電池

　　材料要求：耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。

　　用途：太陽能發電廣泛用于太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能便攜式系統，太陽能移動電源，太陽能應用產品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建筑等領域。

　　太陽能在2050年前可能將成為電力的主要來源，受助于發電設備成本大跌。IEA報告表示，2050年前太陽能光伏（PV）系統將最多為全球貢獻16%的電力，來自太陽能發電廠的太陽能熱力發電（STE）將提供11%的電力。

　　（3）光化利用

　　這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。

　　光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。

　　植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧秘，便可實現人造葉綠素發電。太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。

　　通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。巨型海藻。

　　（4）燃油利用

　　歐盟從2011年6月開始，利用太陽光線提供的高溫能量，以水和二氧化碳作為原材料，致力于“太陽能”燃油的研制生產。截止目前，研發團隊已在世界上首次成功實現實驗室規模的可再生燃油全過程生產，其產品完全符合歐盟的飛機和汽車燃油標準，無需對飛機和汽車發動機進行任何調整改動。

　　研制設計的“太陽能”燃油原型機，主要由兩大技術部分組成：第一部分利用集中式太陽光線聚集產生的高溫能量，輔之ETH Zürich 自主知識產權的金屬氧化物材料添加劑，在自行設計開發的太陽能高溫反應器內將水和二氧化碳轉化成合成氣（Syngas），合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳；第二部分根據費-托原理（Fischer-Tropsch Principe），將余熱的高溫合成氣轉化成可商業化應用于市場的“太陽能”燃油成品。