初中学生有关太阳能物理论文
初中学生有关太阳能物理论文
太阳能的开发和应用,太阳能是一种清洁的自然再生能源。下文是学习啦小编为大家整理的初中学生有关太阳能物理论文的范文,欢迎大家阅读参考!
初中学生有关太阳能物理论文篇1
阳光下的现代化未来
摘要: 发展中国家和太阳能随着技术的改善、产品生产规模的扩大和成本的降低,对太阳能的兴趣将进一步增加。太阳能经济的目标就是实现与电网的同价,即未经补贴的太阳能成本等同或低于传统电网的成本。
关键词: 发展中国家和太阳能;太阳能电池;能源的政治;太阳能的储存于转换
1.发展中国家和太阳能
随着技术的改善、产品生产规模的扩大和成本的降低,对太阳能的兴趣将进一步增加。太阳能经济的目标就是实现与电网的同价,即未经补贴的太阳能成本等同或低于传统电网的成本。
管理咨询公司麦肯锡公司的一项分析预测说," 到2020 年,至少有10 个光照强烈的地区将实现电网同价"。但是这些地区几乎可以肯定是在意大利、日本、西班牙和美国等发达国家的内部。对于发展中国家,即便实现了电网同价,仍然需要离网的解决方案,从而为偏远社区提供能源。尽管和大规模电网连接的太阳能系统的成本将随着太阳能板价格的下降而下降,更小的离网系统不太可能出现类似的成本降低,这部分是由于电池的价格仍然很高。
电池可能占一个离网太阳能系统成本的至多40%。而且替换电池还有额外的费用,因为电池的寿命不太可能和太阳能板一样长。
电器的效率也对离网太阳能系统的供电成本有巨大的影响。例如,一位有把PV 系统引入发展中国家的经验的德国工程师估计,如果一个村庄能分别安装节能灯和新型的冰箱和电脑,那么向村庄供应离网太阳能电力的成本可能从3.5万美元降低到仅8300 美元。
2.太阳能使用进入新舞台
随着有效利用太阳能的技术障碍正在消失,经济和政治的仍然是穷人广泛采用太阳能的挑战。"太阳占据着中心舞台,这是理所当然的,因为它就是所有能量的来源。" 印度曼莫汉· 辛格于2008年6 月在描述印度气候变化国家战
略的一项行动方案时说。他承诺印度将汇集" 科学、技术和管理人才和财政资源去开发太阳能,从而为我们的经济提供丰富的能源,转变人们的生活并改变印度的面貌"。
理论上, 太阳能是发展中国家能源需求的一个近乎完美的解决方案。它普遍存在而且可以自由获取,特别是在有许多发展中国家的赤道地区附近。太阳能是终极的可再生能源,至少是在人类存在的时期内是这样。使用太阳能不会耗尽储备,也不会向大气层释放二氧化碳,这让它成为了对气候变化挑战的理想的响应。
直到不久前,采用太阳能的主要障碍在于把太阳能转换成可用形式的效率不高以及成本相对较高。但是科学突破正在迅速消除这一障碍。利用化学反应把阳光转换成电的光伏技术正在迅速进步,储存电能的电池也在进步,直到满足人们的需要。
随着转换和储存能量的成本下降,太阳能技术服务贫穷社区的潜力肯定会上升。在印度,使用太阳能灯的长期成本已经比传统的煤油灯便宜很多。
如果经济竞赛场是平等的,这种强烈的需求和不断下降的成本的结合将足以确保太阳能在发展中国家的迅速普及。但是,不幸的是,这个竞赛场不是平等的。太阳能设备的资本成本仍然很高,特别是对于穷人而言。而且政府对于不可再生能源的补贴(表面
上是为了让价格保持低廉)常常扭曲了市场,让市场有利于传统能源供应商。
所有这些都意味着推广太阳能——特别是向能够从太阳能中获益最多的农村社区推广太阳能——的速度远远慢于应有的速度。
3.能源的政治
去年12 月在哥本哈根举行的气候峰会常常被人忽视的成就之一是关于成立一个绿色气候基金的协议。它打算在未来的3 年内每年筹集并发放大约300 亿美元从而帮助发展中国家扩展它们的可再生技术的使用并把这些技术整合到发展规划中。
这个基金反映了人们越来越认为开发可再生能源——特别是太阳能——对于让全
世界的穷人以一种环境可持续的方式脱贫具有关键作用。
但是各国政府没能达成减少二氧化碳排放的全球承诺凸显了能源政策是多么的政治化,而且一直如此。强大的利益集团(可能包括发达国家的消费者)常常对于政策和技术机遇都有很强的影响力。
如果要让太阳能有效地为可持续发展做出贡献。它必须成为基于社区的创新战略的不可或缺的一部分。而这必须在促进当地需求的同时让外部力量相互竞争。希望我们选出的这些文章说明了如何实现这种情况的一些方式。
前不久,有媒体报道,一篇背景文章设置了场景,总结了利用太阳能的科学和技术选项,以及它们的许多用途——从太阳能电篱笆到太阳能无线网络。3 篇观点文章凸显了让穷人获得太阳能技术的地区观点。来自设在肯尼亚的联合国人
居署的Banji Oyelaran-Oyeyinka号召非洲政府通过向太阳能创新、产品和需求投资, 从而建设非洲开发和生产这种技术的能力, 来自Practical Action 组织南亚区域项目的负责人Vishaka Hidellage 也对这种要求政府支持的呼吁进行了呼应,他强调了需要提供补贴和基础设施从而让南亚的穷人获得太阳能。
与此同时, 中国皇明集团董事长黄鸣和科学与发展网络中国新闻编辑宫一栋认为,在中国,需要水还能成为农村地区生产体系的一部分,诸如制造饲料或清洁农业设备。恢复能源平衡中国促进包括太阳能在内的清洁能源技术的努力是值得赞赏的。但是如果要让太阳能技术满足国内能源和发展需求,就需要对战
略进行更大的调整。这就意味着需要改善对仍然薄弱的太阳能在内的替代能源的财政支持。根据中国能源局的初步计算,满足2020 年可再生能源的目标将需要对包括光伏发电和太阳能光热在内的太阳能技术投资人民币5300 亿元——这占
了清洁能源发展预算的17%。税收优惠政策——包括免除或减少增值税、所得税和关税——可以让太阳能企业把更多的资源用于技术改善和升级。但是资金并不是全部。政治承诺也很重要。一个良好的开端将是实实在在地承诺像当前开发太阳能光伏发电那样开发和实施STE。的不仅仅是财政支持,而且还要转变重点——从生产供应出口市场的光伏发电转向开发太阳能光热技术从而满足国内能源需求。
补贴肯定能让人们更能买得起太阳能技术。但是其他一些财政机制也是可行的。
Pinaki Roy 和KatherineNightingale 描述了一些资助方法——特别是小额信贷——如何帮助南亚人获取并购买太阳能技术。
3.超过2亿中国人使用太阳能热水器
中国有丰富的太阳能资源。中国超过2/3 的国土每年日照时间超过2200 小时。估计中国陆地太阳辐射总量最高可达三峡大坝发电量的1 万倍。但是尽管中国有巨大的太阳能潜力,中国长期以来主要依靠化石燃料满足其能源需求并驱动
其经济成功。中国人可能正在享受更高的生活标准,但与此同时,环境也付出了一定的代价。
然而, 越来越多的证据表明中国已经认识到了太阳能促进" 绿色" 发展的潜力。中国政府已经承诺,通过增加水电、核电、风电和太阳能,从而到2020 年把清洁能源的比例增加到15%。
中国太阳能技术在过去的10年中飞速发展。特别是具有发电和输出电力的巨大潜力的太阳能光伏发电已经得到了投资者和决策者的注意。
首先,太阳能光伏发电产品的原材料主要是进口的。第二,中国的生产线和市场需求之间存在显著的鸿沟——对太阳能光伏发电需求的95% 来自发达国 家。这让当地企业对全球市场变得很脆弱,而且许多中国太阳能光伏发电生产企业因为去年的金融危机而受到重创。第三,发达国家仍然垄断着太阳能光伏发电的核心技术。
太阳能光热(STE)的发展又是另一番景象。和太阳能光伏发电类似,STE 的应用在过去10 年蓬勃发展。中国已经有了将近3000家太阳能热水器公司,占领了60%的国际市场。2 亿多中国人已经在使用太阳能热水器。
苦咸水是影响着中国北方和沿海地区将近4000 万农民的另一个问题。如果在村庄安装STE 水淡化和净化设施,就能极大地改善卫生条件。基于STE 的换热器也能帮助加热沼气池,从而让沼气池在寒冷的月份也能继续产生能源。它不会造福人们的日常生活。热水还能成为农村地区生产体系的一部分,诸如制造饲料或清洁农业设备。
4.恢复能源平衡
中国促进包括太阳能在内的清洁能源技术的努力是值得赞赏的。但是如果要让太阳能技术满足国内能源和发展需求,就需要对战略进行更大的调整。这就意味着需要改善对仍然薄弱的太阳能在内的替代能源的财政支持。根据中国能源局的初步计算,满足2020 年可再生能源的目标将需要对包括光伏发电和太阳能光热在内的太阳能技术投资人民币5300 亿元——这占了清洁能源发展预算的17%。税收优惠政策——包括免除或减少增值税、所得税和关税——可以让太阳能企业把更多的资源用于技术改善和升级。但是资金并不是全部。政治承诺也很重要。一个良好的开端将是实实在在地承诺像当前开发太阳能光伏发电那样开发和实施STE。
初中学生有关太阳能物理论文篇2
我的太阳,我的希望
摘要: 阳光普照大地,太阳能是地球的的根本能源。如今能源供应不足的矛盾日益突出,新能源的开发利用成为人类密切关注的话题。当代新能源是指太阳能、生物质能、风能、地热能、水能和海洋能等,它们都是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的能源,作为新能源之一的太阳能,它的开发利用对经济和社会的可持续发展以及人民生活质量的提高无疑具有深远的意义,同时太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,必将成为今后替代能源主流,给人类带来希望。
正文:
能源现状
国民经济的发展要求能源有相应的增长,人口的增长和生活条件的改善也需要消耗更多的能源。现代社会是一个耗能的社会,没有相当数量的能源是谈不上现代化的。现代主要能源是煤、石油、和天然气,它们都是短期内不可再生的能源,贮量极其有限。我国经济的迅速发展使得对能源的需求增加,出现长期能源供应不足的局面,常规化石能源供应不足的矛盾日益突出,发展新能源和可再生能源不仅有利于解决和补充我国化石能源供应不足的问题,相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源依赖程度,而且有利于我国改善能源结构、保障能源安全、保护环境,走可持续发展之路。当代新能源是指太阳能、生物质能、风能、地热能、水能和海洋能等。它们都是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染。
常见新能源及其特点
1.生物质能
生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。生物能贮藏在动物、植物、微生物体内,可以说是现代的、可以再生的“化石能源”,它可以是固态、液态或气态。稻草、劈柴、秸秆等农牧废弃物是古老的传统燃料、在广大农村仍是主要能源。但这样的燃料直接燃烧时,热量利用率很低,仅15%左右,现用节柴灶热量利用率最多也只能达到25%左右,并且对环境有较大的污染。
2.风能
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。
3.地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度较大,利用程度很低,而且地热能在应用中要注意地表的热应力承受能力,不能形成过大的覆盖率,这会对地表温度和环境产生不利的影响!
4.水能
水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。然而水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制较大,水容易受到污染,对生态也有破坏作用。
5.海洋能
在地球与太阳、月亮等相互作用下海水不停的运动,站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等,这些能源总称海洋能。海洋能具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。有波浪发电,潮汐发电等多种利用形式,但它的经济效益差,成本高,而且一些技术问题还没有过关,所以目前很多海洋能至今没被利用。
6.太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。煤、石油中的化学能是由太阳能转化而成的,风能、生物能、海洋能等也是来自太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量为50*10^18KJ,相当于目前全世界能量消耗的
1.3万倍,真可谓取之不尽用之不竭,因此利用太阳能的前景非常诱人。 太阳带来的希望
较之各种新能源的特点,不难发现太阳能在新能源的开发利用上占据及其重要的位置。充分开发利用太阳能将给人类能源利用带来新的希望。太阳能可分为3种,太阳能光伏、太阳热能、太阳光合能。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。
利用太阳能的方法主要有:太阳能电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。现在很多公司已经开始着手利用太阳能,例如青岛凌鼎新能源有限公司就利用太阳能研发了太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,太阳能更没有能源短缺这一说,其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。
太阳电池发展概况:
太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。 太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。
光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。
太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为1.2MW,主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到4.5MW,累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。
我国太阳能的开发利用整体兴起始于20世纪70年代。发展至今,太阳能的两类主要利用形式—热利用、光伏发电—在我国都有了长足的进展。
(1)太阳能热水器是热利用中发展最快的领域,已基本形成了商业化发展,成为全球第一大生产国,也拥有了全国第一大市场。有数据显示,我国已经成为世界上最大的太阳能热水器生产国和消费市场,总保有量超过9000万平方米,占世界的60%,并继续以每年20%到30%的速度递增。
(2)我国光伏产业起步较晚,技术研发也落后于发达国家,直到近几年,我国光伏产业才在国际光伏市场的拉动下快速增长,但是由于我国国内光伏发电的市场尚未打开,国内生产的光伏电池主要用于出口。2006年,我国光伏电池产量为369.5MWP,增幅喜人。
我国的太阳能资源非常丰富,全国三分之二的地区年日照时间都超过二千小时,大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,而西藏西部的太阳能最为丰富,日辐射量最高达每平方米2333千瓦时,居世界第二,仅次于撒哈拉大沙漠。据统计,中国陆地每年接收的太阳辐射总量相当于2.4亿吨标准煤。 结论:在能源紧缺、环境污染日益严重的今天,从太阳能的发展状况和发展潜力可知,太阳能作为一种极佳的替代能源与清洁能源,它的开发利用对经济和社会的可持续发展以及人民生活质量的提高无疑具有深远的意义,给人类带来能源希望。
参考文献:
唐有祺主编.《化学与社会》.北京:高等教育出版社,1997年
美国《商业周刊》.未来能源从何处来.
我国颁布实施的《可再生能源法》.2006年
中国新能源网