太陽(yáng)能不能在黑夜中升起
太陽(yáng)能，是一種可再生能源。是指太陽(yáng)的熱輻射能（參見熱能傳播的三種方式：輻射），主要表現(xiàn)就是常說(shuō)的太陽(yáng)光線。以下是小編整理的太陽(yáng)能不能在黑夜中升起，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
太陽(yáng)能不能在黑夜中升起
極晝又被稱永晝或午夜太陽(yáng)，是在地球的兩極地區(qū)一天之內(nèi)太陽(yáng)都在地平線以上的現(xiàn)象，也就是說(shuō)晝長(zhǎng)等于24小時(shí)。極晝的出現(xiàn)是有規(guī)律的：太陽(yáng)直射點(diǎn)在哪個(gè)半球，哪一極就會(huì)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。極晝的范圍與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度有關(guān)，其邊界與極點(diǎn)的緯度差就是太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度。
每年春分過(guò)后，北極附近就會(huì)出現(xiàn)極晝，此后，極晝的范圍會(huì)越來(lái)越大，到夏至日時(shí)達(dá)到最大，其邊界會(huì)到達(dá)北極圈。夏至過(guò)后，北極圈附近極晝的范圍會(huì)逐漸縮小，直至秋分時(shí)極晝完全消失。秋分過(guò)后，南極附近開始出現(xiàn)極晝，此后，南極附近的極晝范同會(huì)越來(lái)越大，到冬至日時(shí)達(dá)到最大，邊界會(huì)到達(dá)南極圈。冬至日過(guò)后，南極附近的極晝范圍會(huì)逐漸縮小，直至春分日時(shí)完全消失。
那么，為什么我們的地球會(huì)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象呢？這是由于地球在沿橢圓形軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，還繞著自身的傾斜地軸旋轉(zhuǎn)。我們知道，地球在繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)一直是“斜著身子”，因此，就會(huì)讓地球赤道平面與公轉(zhuǎn)軌道面（黃道平面）之間形成一個(gè)夾角。這個(gè)夾角就是天文學(xué)中所說(shuō)的黃赤交角。黃赤交角約為23°26，其角度并不是一個(gè)固定數(shù)值，但由于變化較小，所以短時(shí)間可以忽略不計(jì)。正是因?yàn)辄S赤交角的存在，才使得地球上出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。
在一些文學(xué)家和詩(shī)人的筆下，極晝是很浪漫的。俄羅斯著名詩(shī)人普希金對(duì)彼得堡的極晝現(xiàn)象有過(guò)這樣描述：“在金黃色的天空中，朝霞忙著把晚霞替換，每天只有半小時(shí)昏夜，黑暗就被霞光驅(qū)散。”但是，極晝不僅僅有其浪漫的一面，如果長(zhǎng)時(shí)間生活在極晝環(huán)境中，會(huì)對(duì)人的心理以及生物鐘造成很大影響。在你睡覺時(shí)，太陽(yáng)掛在天上，而當(dāng)你醒來(lái)時(shí)，依舊是陽(yáng)光明媚。所以，長(zhǎng)期生活在極晝地區(qū)，會(huì)讓人的生物鐘和作息紊亂，甚至出現(xiàn)一些沮喪和消極情緒。
我國(guó)也有極晝現(xiàn)象。漠河位于我國(guó)的最北端，由于地處緯度高，隨著季節(jié)的變換，每年到夏至?xí)r，便產(chǎn)生了晝長(zhǎng)夜短的極晝。在極晝出現(xiàn)時(shí)，晚11時(shí)，天仍然亮，人們可以坐在白夜里看書、寫字。當(dāng)夜幕降臨到午夜后的1-2時(shí)，天稍黑一會(huì)兒又開始放亮。此時(shí)，晚霞與朝暉在北方的天宇上交相輝映，其白夜之景十分壯觀。因此游人多稱漠河為“不夜城”。
太陽(yáng)能基本特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
（1）普遍：太陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制，無(wú)論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，便于采集，且無(wú)須開采和運(yùn)輸。
�。�2）無(wú)害：開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。
�。�3）巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。
�。�4）長(zhǎng)久：根據(jù)太陽(yáng)產(chǎn)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(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。
缺點(diǎn)
（1）分散性：到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái)，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的`情況下，正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度最大，在垂直于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1,000W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(yáng)能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。
（2）不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、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(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問(wèn)題，即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái)，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。
（3）效率低和成本高：太陽(yáng)能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势�，成本較高，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)室利用效率也不超過(guò)30%，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。
�。�4）太陽(yáng)能板污染：現(xiàn)階段，太陽(yáng)能板是有一定壽命的，一般最多3-5年就需要換一次太陽(yáng)能板，而換下來(lái)的太陽(yáng)能板則非常難被大自然分解，從而造成相當(dāng)大的污染。
太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域
太陽(yáng)能的利用目前還不是很普及，利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題，但是太陽(yáng)能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。
人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地?zé)崮苜Y源除外），雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于人類所利用的能源的一萬(wàn)多倍，但太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。
太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。
建設(shè)太空太陽(yáng)能發(fā)電站的設(shè)想早在1968年就有人提出，但直到最近人類才開始真正將之付諸行動(dòng)。日本可謂此項(xiàng)目的先驅(qū)者之一，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資210億美金，發(fā)電量能達(dá)到十億瓦特，能供29.4萬(wàn)個(gè)家庭使用。在太空建太陽(yáng)能發(fā)電站，無(wú)論氣候如何，均可利用太陽(yáng)能發(fā)電，這與在地球上建立太陽(yáng)能發(fā)電站的情況不同。
光熱利用
它的基本原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽(yáng)能集熱器和聚焦集熱器（槽式、碟式和塔式）等4種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同，而把太陽(yáng)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(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)能蒸餾器、太陽(yáng)能采暖（太陽(yáng)房）、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)等，中溫利用主要有太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽(yáng)爐等。
發(fā)電利用
清立新能源未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。已實(shí)用的主要有以下兩種。
1、光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換。
2、光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池。
太陽(yáng)能電池
【材料要求】耐紫外光線的輻射，透光率不下降。鋼化玻璃做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。
【裝用的EVA膠膜固化后的性能要求】透光率大于90%；交聯(lián)度大于65%-85%；剝離強(qiáng)度（N/cm），玻璃/膠膜大于30；TPT/膠膜大于15；耐溫性：高溫85℃、低溫－40℃；太陽(yáng)電池的背面，耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等。
【用途】太陽(yáng)能發(fā)電廣泛用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能殺蟲燈、太陽(yáng)能便攜式系統(tǒng)，太陽(yáng)能移動(dòng)電源，太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽(yáng)能燈具，太陽(yáng)能建筑等領(lǐng)域。
太陽(yáng)能在2050年前可能將成為電力的主要來(lái)源，受助于發(fā)電設(shè)備成本大跌。IEA報(bào)告表示，2050年前太陽(yáng)能光伏（PV）系統(tǒng)將最多為全球貢獻(xiàn)16%的電力，來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電廠的太陽(yáng)能熱力發(fā)電（STE）將提供11%的電力。
光化利用
這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。它包括光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)。
光化轉(zhuǎn)換就是因吸收光輻射導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質(zhì)化學(xué)變化貯存太陽(yáng)能的光化反應(yīng)。
植物靠葉綠素把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)自身的生長(zhǎng)與繁衍，若能揭示光化轉(zhuǎn)換的奧秘，便可實(shí)現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電。太陽(yáng)能光化轉(zhuǎn)換正在積極探索、研究中。
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。巨型海藻。
燃油利用
歐盟從2011年6月開始，利用太陽(yáng)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(yáng)能”燃油的研制生產(chǎn)。截至目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的可再生燃油全過(guò)程生產(chǎn)，其產(chǎn)品完全符合歐盟的飛機(jī)和汽車燃油標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需對(duì)飛機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行任何調(diào)整改動(dòng)。
研制設(shè)計(jì)的“太陽(yáng)能”燃油原型機(jī)，主要由兩大技術(shù)部分組成：第一部分利用集中式太陽(yáng)光線聚集產(chǎn)生的高溫能量，輔之ETH Zürich 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金屬氧化物材料添加劑，在自行設(shè)計(jì)開發(fā)的太陽(yáng)能高溫反應(yīng)器內(nèi)將水和二氧化碳轉(zhuǎn)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(jù)費(fèi)-托原理（Fischer-Tropsch Principe），將余熱的高溫合成氣轉(zhuǎn)化成可商業(yè)化應(yīng)用于市場(chǎng)的“太陽(yáng)能”燃油成品。
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