太阳能资源。方案、说明

太阳能资源。无线电电子与电气工程百科全书

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太阳深处轻元素的热核聚变反应产生了巨大的太阳辐射能量。从数量上看，这种辐射的特征是强度 I₀- 这是在垂直于太阳光线的区域内，每秒每平方米进入地球大气层之外的辐射能量。当地球在椭圆轨道上运动时与太阳的平均距离 I₀ = 1,35 千瓦/平方米。进入地球大气层的辐射能总功率约为2亿吉瓦（俄罗斯发电厂总功率为180吉瓦）。每年进入地球大气层的太阳辐射能量是 215 * 1,57 的巨大数值¹⁸ 千瓦时45% 的入射辐射能量落在可见光（波长 0,4 ... 0,75 微米）上，45% 落在红外（热）辐射上，10% 落在紫外线上。

地球辐射能的平衡如图 3.1 所示。 28. 来自太阳的大约 114% 的辐射能被云层和气溶胶反射回外层空间。地球的热（红外）辐射有42%来自太阳，其中XNUMX%由大气返回，其余进入太空。在地球表面，传入的能量被海流和风重新分配。

太阳能资源
图 3.1。地球辐射能量平衡

到达岩石圈或水圈表面的太阳辐射能的局部值取决于太阳的方向（照度）、云量、空气尘度、海拔高度、一年中的时间和一天中的时间。在中纬度地区，白天太阳辐射强度 I 在夏季达到 800 W/m2，在冬季达到 200.350 W/m2，随着日落逐渐降为零。

自地球上出现生命以来，生物圈就一直在利用太阳的辐射能。太阳能转化为机械能的过程首次在巴黎世界博览会上展示，当时太阳能集热器启动了蒸汽机。

尽管辐射能密度相对较低，但太阳能近年来得到了大力发展。在美国，总装机容量约8兆瓦的450座大型模块化太阳能发电站（SPP）已投产，为各州的电力系统提供能源。世界太阳能光伏转换器的产量已达到每年300兆瓦，其中40%在美国。目前，全球有超过2万个太阳能供热厂在运行。美国的太阳能集热器面积为 10 万平方米，日本为 2 万平方米。太阳能用于粮食烘干机、海水淡化厂、空间站供电系统等。

异国情调的项目正在实施。于是，澳大利亚政府采纳了建造一座底座直径130米、高1公里的“太阳能塔”的计划。塔脚下将建有一个直径7公里的巨大温室。温室内加热的空气会冲入管道，带动安装在管道内的风力涡轮机旋转。 WPP 容量应为 200 兆瓦。该项目的成本估计为 308 亿美元。

作者：Labeish V.G.

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