太阳能的能量密度是多少

【太阳能的能量密度是多少】每平方米500到1200瓦 。
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 。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 。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源 。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等 。
在月球上利用太阳能发电可以获得多少能源?每年照射到月球的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗各种能源所产生总能量的2.5万倍 。按照太阳能的能量密度为1.353千瓦/平方米计算,假如在月球上使用目前普通的太阳能发电装置,则每平方米太阳能蓄电池储存的电量,可以每小时发电2.7千瓦;而如果是采用1000平方米的太阳能蓄电池储存电量,则每小时可产生2700千瓦的电能 。
太阳能的能源有多巨大?太阳能是无污染,取之不尽,用之不竭的能源,每秒钟送到地面上的能量高达80万亿千瓦,相当于全世界发电量的十几万倍,能量密度达到每平方米0.2~1千瓦 。假定光电转换为10%,那么,在我国960万平方千米的国土上,每年接收的太阳能相当于165亿吨标准煤,这相当于我国煤年产量的10倍以上 。
太阳一年能向地球辐射多少能量?太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量.地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2.地球赤道的周长为 40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达 173,000TW.在海平面上的标准峰值强度为20kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20 kw/m2,相当于有102,000TW的能量.人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题.太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制.x0d太阳是一个巨大、久远、无尽的能源.尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75x1026W)22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤.地球上的风能、水能.海洋温差能、波没能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换.
光伏发电能量密度光伏发电缺点
1 能量密度低 。尽管太阳照射地球的能量总和极其巨大,但是由于地球表面积也很大,而且地球表面积大部分被海洋覆盖,真正能够到达陆地表面的太阳能只有到达地球范围辐射能量的10%左右,致使在陆地单位面积上能够直接获得的太阳能较少 。地球表面太阳辐照度最高值约1.2kwh/m,地球上绝大多数地区都低于1kwh/m 。光伏发电实际上就是太阳能低密度能量的收集、利用 。
2 占地面积大 。由于太阳能能量密度低,这就使得光伏发电的占地面积会很大,没10kw光伏发电功率占地约需100m,平均每平方米面积发电功率约为100w 。随着光伏建筑一体化发电技术的成熟和发展,越来越多的光伏发电系统可以利用建筑物、构筑物的屋顶和立面,将逐渐克服光伏发电占地面积大的问题 。
3 转换效率低 。光伏发电的转换效率是指光能转换为电能的效率 。目前晶体硅光伏电池转换效率为13%~17%,非晶体硅光伏电池转换效率只有6%~8% 。正式因为光电转换效率低,所以光伏发电功率密度也很低,这样以来就难以形成高功率发电系统 。光电转换效率低是阻碍光伏发电发展的重要因素 。
4 只能在白天工作 。光伏发电有光才能发电,所以光伏发电只能在白天发电,夜里不能发电,而我们平时用电大多都是在夜里,光伏发电的工作特性与我们生活习惯不符 。
5 受气候环境影响大 。长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会影响光伏发电 。太阳能电池极板上不能有杂物遮挡,一旦有,光伏发电效率会降低很多很多 。
6 地域依赖性强 。地理位置不同,气候不同,各地区日照资源相差很大 。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区效果才会好 。