太阳能是什么?定义，如何运作，利弊

太阳能是太阳发出的电磁辐射，它被捕获并转化为有用的能量。植物通过光合作用吸收太阳能，将阳光转化为食物，而人类则通过光合作用将阳光转化为有用的电能光伏作用．

太阳能产生的电能可以用于电网或储存在电池中。来自太阳的能量是丰富的，而且是免费的将太阳能转化为电力的成本继续下降随着太阳能技术变得更加先进和高效。太阳能是地球上最容易获得和最丰富的能源。它还具有比化石燃料更低的碳足迹的优势，这降低了其对环境的总体影响。beplay体育官网电脑

太阳能的定义

我们的阳光是一颗明星主要是氢和氦．它通过一种叫做核聚变的过程在其核心内部产生能量，在这个过程中，氢聚变形成一个更轻的氦原子。在这个过程中损失的能量以能量的形式辐射到空间中。一小部分能量到达地球。每天，到达美国的太阳能足以满足我们一年半的能源需求。

目前，美国的太阳能发电能力约为972亿瓦。美国只有大约3%的电力来自太阳能。其余的大部分来自传统的化石燃料，如煤和天然气。美国能源部预计，到2030年，由于政府的激励措施以及通过更高效的技术降低成本，美国将有七分之一的家庭拥有屋顶太阳能电池板。

发电

太阳能技术可以利用光伏(PV)太阳能电池板或利用特殊的镜子集中太阳辐射，将阳光转化为能量。光的单个粒子被称为光子．这些微小的电磁辐射包根据移动的速度有不同的能量。在核聚变过程中，当氢转化为氦时，太阳会释放光子。如果光子有足够的能量，就可以利用它们来发电。

光伏板由单个光伏电池制成．这些电池含有一种叫做半导体的材料，这种材料可以让电子流过电池。光伏电池中最常用的半导体类型是晶体硅。它相对便宜，储量丰富，而且使用时间长。在所有的半导体材料中，硅也是最有效的导电体之一。

当具有大量能量的光子与半导体接触时，它们可以将电子撞散。这些电子产生的电流可用于供电或储存在电池中。

太阳能电池板产生的大部分能量被送入电网，再分配到需要电力的地方。即使是私人屋顶的太阳能电池板也会将多余的电力送回电网。电池存储往往是昂贵的，而将多余的电力卖回给电力公司是目前生产太阳能电力的最具成本效益的方式。

太阳热能

太阳能热能（STE）技术捕获太阳能并使用它进行热量。有三种不同类别的STE收集器：低，中等和高温。

低温收集器利用空气或水将太阳收集到的热能转移到需要加热的地方。它们可能以玻璃太阳能集热器的形式出现，通过建筑、金属墙壁或安装在屋顶的被阳光加热的水袋来加热空气。它们最常用于小空间或加热游泳池。

中温收集器的工作原理是将一种不结冰的化学物质通过一系列管道输送到住宅和商业建筑中，这些管道收集阳光来加热水和空气。

高温收集器使用一系列抛物面镜子有效将太阳能转化为高温热量这样就可以发电了。镜子捕捉阳光并将其聚焦到所谓的接收器中。然后这个系统加热所含的液体并使其循环产生蒸汽。就像传统的发电一样，蒸汽带动涡轮机，为发电机提供所需的电力。

为了最大限度地提高效率，收集阳光的镜子必须能够在一天中跟随太阳的路径。这些大系统是主要由公用事业公司使用创建电力以通过电网发送。

太阳能今天

太阳能技术在过去几十年里取得了令人难以置信的进步，预计在未来几年还会发展得更快。在世界上几乎所有的地方，太阳能是昂贵的生产能量．随着技术的进步，成本也在不断下降。到2050年，太阳能发电每千瓦时的成本预计为0.5美分。相比之下，目前的商业公用事业规模电价约为每千瓦时6美分。

2016年，美国能源部发布了阳光2030的目标，包括降低太阳能生产成本，大幅增加太阳能发电量。扩大对太阳能的访问并减少创造太阳基础设施所需的时间是能源部门达到这些目标的方式。

利弊

太阳能越来越实惠，甚至可能比通过化石燃料产生的传统能量便宜，因为该技术变得更有效。政府的激励措施对房主和企业来说，这都是一项有吸引力的投资技术。

虽然太阳能有很多优点，但缺点仍然使它无法普及到所有人。不幸的是，并不是所有的电力消费者都能够安装自己的光伏系统。有些人没有他们居住的地方，或者他们的房子没有足够的阳光来提高太阳能电池板的效率。虽然太阳能电池板的价格在过去的十年里大幅下降，但安装屋顶太阳能电池板的前期成本对许多人来说仍然是高昂的。

在商业规模上，太阳能生产仍然是企业在不增加大气中温室气体水平的情况下发电的一种方式。太阳能电池板可能与经济作物一起放置，以减少因太阳能电池板而无法耕种的可耕地数量。

太阳能发电本身不排放污染物;然而，除非使用太阳能，否则太阳能电池板的生产将继续产生排放。太阳能电池板也是没有可回收利用在世界大部分地区。在其有用的生活结束时，大多数太阳能电池板都在垃圾填埋场中处理。该过程有可能将有毒化学品释放到环境中。beplay体育官网电脑

欧洲的一些设施在太阳能电池板回收方面处于领先地位，并找到了重新利用许多原始材料制造新太阳能电池板的方法。这也减少了需要开采和加工的新型半导体beplay体育官网电脑材料的数量，从而减少了对环境的影响。随着太阳能的普及和可承受性的提高，对太阳能电池板回收利用的需求很可能会增加。