绿色化学与太阳能的发展
8页1、绿色化学题目: 绿色化学与太阳能的发展 学院: 姓名: 学号: 完成日期: 2016 年 6 月 20 日1摘要:能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长,但是化石能源是不可再生的。所以,在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。关键词:能源危机;化石能源;太阳能;光电利用;光热利用;光化利用;燃烧利用1 引言化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且,化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应,粉尘,酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到 87%,在我国,化石能源的比例竟然达到了 92%!所以,在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。图 1 全球各国近现代史来能源的利用情况2 太阳能的简述太阳能是指太阳的热辐射能,主要表现就是常说的太阳光线
2、。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能和水能等。23 太阳能在生活中的用途太阳能的利用有光电利用、光热利用、光化利用和燃油利用四种方式,太阳能是一种新兴的可再生能源。中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,中国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。3.1 太阳能的光电利用3.1.1 太阳能路灯太阳路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于
3、城镇公园、道路、草坪的照明,又可用于人口分布密度较小,交通不便经济不发达、缺乏常规燃料,难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区,以解决这些地区人们的家用照明问题。图 2 太阳能路灯3.1.2 硅太阳电池硅太阳电池是最常用的卫星电源,从 1970 年代起,由于空间技术的发展,各种飞行器对功率的需求越来越大,在加速发展其他类型电池的同时,世界上空间技术比较发达的美、日和欧空局等国家,都相继开展了高效硅太阳电池的研究。以日本 SHARP 公司、美国的 SUNPOWER 公司以及欧空局为代表,在空间太阳电池的研究发展方面领先。 SiO2+2C=Si+2COSi+2Cl2=SiCl4SiCl4+2Zn=Si+2ZnCl23图 3 单质硅的制备图 4 硅原子的结构二维图 图 5 硅原子的结构三维图3.1.3 太阳能光伏电池白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一定的电动势,通过组件的串并联形成太阳能电池方阵,使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电,将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上,蓄电池组为逆变器提供输入电,通过逆变器的作用,将直流电转换成交流电,输送到配电柜
4、,由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制,保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置,以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击,维护系统设备的安全使用。太阳能电能化学能电能光能。图 6 太阳能光伏发电图3.2 太阳能的光热利用太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(800 )。目前低温利用主要有太阳能热水器等,中温利用主要有太阳灶等,高温利用主要有高温太阳炉等。3.2.1 太阳能热水器太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,目前真空管式太阳能热水器为主,占据国4内 95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热管。太阳能热水器的工作原理是阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上,将太阳光能的热量吸收,由于两层玻璃之间是真空隔热的,传热将
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