太阳能发电的能量来源简介

　　地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一，即有177X1012 kW达到地球大气层上边缘，由于穿越大气层时的衰减，最后约85 X1012 kW到达地球表面，这个数量相当于全世界平均发电功率的几十万倍。有人计算表明，太阳照射在地球上1个小时的能量可以满足全球一年的用电量需求。根据目前太阳产生核能的速率估算，氢的储量足够维持数百亿年，而内部组织因热核反应聚合成氦，它的寿命约为50亿年。因此，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的，太阳能发电的未来是没有止境的。

　　人类能够有效地利用太阳能发电，也是基于太阳与地球的特殊关系。地球围绕太阳公转，同时也发生自转，形成地球四季与昼夜变化，太阳几乎给地球上每个角落都带来光与热，造福于地球万物。从物理关系上来看，太阳半径为6. 96X105 km，而地球 半径为6.38X 103 km,太阳与地球平均距离为1.496X 108 km,因此，太阳光照射在 地球表面上可以看作是平行光。

　　为了能够定量地描述太阳能发电辐射强度，国际上通过技术手段对太阳辐射进行了测试，发现了在太阳与地球平均距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面的单位面积上单位时间内所接收到的太阳辐射能是一个恒定的数值，即太阳常数。1982年，世界气象组织在日内瓦公布的590号文献中将太阳常数定为:1367(±7) W/m2，由于大气层对太阳辐射吸收、散射等造成衰减，地面上能够接收到的最高的太阳辐射强度一般在1000 W/m2左右。

　　用波动理论来描述太阳能发电，一般是将太阳能的能量密度视为电磁波波长或频率的函数。在地面上太阳辐射或太阳光谱的波长范围主要分布在紫外线与近红外线之间，绝大部分能量分布的波长范围为250～2500mn。量子力学将太阳辐射视为由颗粒即光子组成，这主要是得益于马克斯·普朗克(Max Planck)与阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的量子理论与光子学说的建立，德布罗意提出的物质波的概念最终导致了光的波粒二象性理论的形成。

　　此外，在表征太阳能利用效率时一般要用到大气质量（Air Mass，AM)的概念， 用以描述太阳光谱随着天顶角的变化在地球表面所呈现的能量与波长的分布差别。 常用的、重要的AM值有：大气层外太阳光谱的强度随波长的分布(AM0)，平均光强为 1 367 W/m2，这是描述太空上使用的太阳能发电电池所依据的太阳辐射数值;天顶角为0°即垂直于地球赤道地面的太阳光谱强度与分布(AM1)，也是太阳光通过大气层的最短 路径的太阳辐射数值;天顶角为48. 2°的太阳光谱强度分布（AM 1. 5)，这也是 地面测试太阳电池与太阳能热水器性能所采用的太阳辐射标准值。同一地区和不 同地区的AM值与当地的纬度、季节和日照时间点有关。

更新时间：2015-4-23 14:41:41
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