Лучший глобальный ведущий производитель солнечного света & Поставщик солнечных уличных фонарей и солнечных прожектора.

Информационный центр

Применение солнечной радиации и солнечной энергии

2021-07-30 18:14:22

Деятельность человека и солнечная лучистая энергия

Все растет на солнце. Энергия, необходимая для производства и жизни человека, такая как нефть, уголь, энергия ветра, энергия прилива океана, энергия воды, геотермальная энергия, энергия биомассы и горючий лед,-все это формы преобразования энергии солнечной радиации на Земле. С увеличением населения из-за чрезмерного использования ископаемого топлива углекислый газ, выбрасываемый людьми, превысил абсорбционную способность экосистемы Земли. Экологическая перегрузка также приводит к усадке лесов, сокращению рыбных ресурсов, деградации земель, сокращению ресурсов пресной воды, увеличению потери биоразнообразия и серьезному загрязнению воздуха. Согласно статистике WWF, в 1961 году человечество потребляло только около 2/3 ежегодных возобновляемых ресурсов Земли. Согласно отчету о жизнеспособности Земли за 2012 год, человечество в настоящее время потребляет 1,5 экологических ресурсов Земли каждый год и достигнет 2 к 2050 году. Экологическая ситуация в Китае также не является оптимистичной. Хотя в Китае на душу населения ниже, чем в среднем в мире, и намного ниже, чем в европейских и американских странах, он уже в 2,5 раза больше собственной биологической несущей способности, что означает, что нам нужно 2,5 природных ресурсов Китая для удовлетворения спроса; В то же время, из-за большой базы населения, Общий экологический след Китая является крупнейшим в мире. Хрупкая экосистема Китая находится под двойным давлением экономического развития и растущего населения.

Переходив на чистые и достаточные возобновляемые ресурсы (такие как солнечная энергия и энергия ветра), мы можем постепенно сокращать выбросы загрязнения воздуха, чтобы смягчить воздействие изменения климата на землю. Использование атомной энергии также созрело, но опасность утечки Чернобыльской АЭС и ядерной утечки Фукусимы в Японии пугают. Землетрясения, извержения вулканов, наводнения и другая энергия, генерируемая движением земной коры, также признаются людьми.

Производство солнечной фотоэлектрической энергии является наиболее гибким и удобным способом разработки и использования солнечной энергии, которая быстро развивалась в последние годы.

Солнечная лучистая энергия

Солнечная лучистая энергия относится к солнечной лучистой энергии, достигающей верхней границы земной атмосферы, также известной как астрономическое солнечное излучение или сокращенно солнечная энергия. Энергия солнечного излучения, получаемая Землей, всего в 2,2 миллиарда раз превышает общую энергию излучения, излучаемого Солнцем в космос.

Солнце-это самосветящееся небесное тело, ближайшее к земле. Он приносит свет и тепло на землю. Активность Солнца исходит из его центральной части, а центральная температура составляет до 1500 ×При 106 ℃ здесь происходит ядерный синтез. Солнечная энергия-это энергия, генерируемая непрерывной реакцией ядерного синтеза внутри Солнца. Fusion производит энергию и высвобождается на поверхность Солнца, излучая свет и тепло посредством конвекции. Требуются миллионы лет, чтобы энергия солнечного ядра достигла своей поверхности, чтобы солнце сияло. До сих пор возраст Солнца составляет около 4,6 миллиарда лет, и оно может гореть около 5 миллиардов лет. Согласно нынешней космологической теории, на заключительном этапе существования Солнца азот на Солнце будет преобразован в тяжелые элементы, а объем Солнца будет продолжать расширяться, пока не поглотит землю. После 100 миллионов лет фазы красного гиганта Солнце внезапно превратится в белый карлик-последнюю стадию всех звезд. Через триллионы лет он со временем полностью остынет. Поэтому для людей солнечная энергия является неисчерпаемой и неисчерпаемой энергией.

Принято считать, что солнце-это огромная газовая масса при высокой температуре и высоком давлении, которую можно разделить на шесть областей изнутри наружу.

① Солнечный сердечник: диаметр солнечного сердечника примерно в 0,23 раза больше диаметра Солнца, масса примерно в 0,4 раза больше солнечного, объем примерно в 0,15 раза больше солнечного, давление до 10 °ATM (1atm = 101325pa), а температура составляет около 107k. Идет ожесточенная термоядерная реакция, и 90% генерируемой энергии излучается наружу в виде конвекции и излучения.

② Абсорбционный слой: он называется поглощающим слоем снаружи солнечного ядра примерно в 0,8 раза больше диаметра солнца,

Также известен как слой излучения. Когда давление этого слоя падает до 10 часов утра, здесь поглощается большое количество ионов водорода, образующийся в результате термоядерной реакции.

③ Тропосфера: она называется тропосферой из-за пределов поглощающего слоя до одного раза солнечного диаметра, в течение которого температура составляет около 5103k, и в этой области осуществляется большое количество конвективной теплопередачи.

④ Фотосфера: в пределах 50 км за пределами тропосферы находится большое количество низкоионизированных атомов водорода, которые являются видимой солнечной поверхностью, и ее яркость эквивалентна излучению черного тела 600 тыс. Фотосфера является очень важным слоем. Большая часть солнечного излучения испускается из фотосферы. В то же время некоторые солнечные пятна и вспышки оказывают большое влияние на землю.

⑤ Хромосфера: толщина хромосферы составляет около 2500 км, большая часть которой состоит из низкослойного гелия, водорода и небольшого количества ионов, также известных как атмосфера Солнца.

⑥ Корона: за пределами хромосферы находится серебристо-белая корона, простирающаяся в пространство. Корона состоит из различных частиц, включая некоторые частицы солнечной пыли, ионизированные частицы и электроны, с температурой более 10k. Иногда корона может распространяться на десятки тысяч километров в космос, образуя солнечный ветер, воздействуя на атмосферу Земли, создавая магнитные бури или полярное сияние, тем самым влияя на магнитное поле и связь Земли.

Применение солнечной радиации и солнечной энергии 1

Общее годовое потребление энергии в мире только эквивалентно энергии, проецируемой Солнцем на поверхность Земли в течение 40 минут. Солнечная лучистая энергия исходит от его внутренней термоядерной реакции, а энергия, преобразуемая в секунду, составляет около 4 ×1026j в основном излучается в виде электромагнитного излучения. Солнце обычно рассматривается как радиатор с температурой 6000 К и длиной волны 0,3 ~ 3,0 г. Распределение длины волны излучения варьируется от ультрафиолетовой области до инфракрасной области. Хотя энергия солнечного излучения, получаемая Землей, составляет всего 2,2 миллиарда раз от общей радиационной энергии, излучаемой Солнцем в космос, энергия солнечного излучения за пределами Земная атмосфера составляет 132,8 ~ 141,8 мВт/см2, и около 70% проецируется на землю после того, как она отражается, рассеивается и поглощается атмосферой, она достигает такой же отметки 1,73 ×То есть энергопотребление в 10,15 млн тонн угля в секунду эквивалентно земному. Солнечное излучение, полученное на земле, включает в себя прямое излучение и рассеянное излучение. Прямое излучение называется прямым излучением, когда оно напрямую получает солнечное излучение, которое не меняет направление; Солнечное излучение, направление которого изменяется после отражения и рассеяния атмосферой, называется рассеянным излучением.

Чтобы описать солнечную энергию количественно, необходимо ввести некоторые концепции. Когда Земля расположена на среднем расстоянии между Солнцем и Землей, полная энергия полного спектра солнечного излучения принимается единицей площади верхней границы земной атмосферы, перпендикулярной Солнечный свет В единицу времени называется солнечной постоянной. Значение солнечной постоянной составляет 1353 Вт/м2, а общая единица-Вт/м2. Степень влияния атмосферы на солнечный свет, получаемый земной поверхностью, определяется как качество атмосферы (AM). Атмосферное качество-это безразмерная величина, которая представляет собой отношение пути солнечного света, проходящего через атмосферу Земли, к пути солнечного света, проходящего через атмосферу в направлении зенитного угла. Предполагается, что путь вертикального падения Солнца на уровне моря составляет 1 при стандартном атмосферном давлении (101325 Па) и температуре воздуха 0 ℃. Солнечный спектр будет меняться с разными значениями am. Когда интенсивность солнечного излучения является постоянной Солнца, атмосферная масса регистрируется как AM0. Спектр AM0 подходит для ситуации на искусственных спутниках и космических аппаратах Zizhou. Спектр атмосферной массы AM1 соответствует солнечному спектру непосредственно на земной поверхности (мощность падающего света составляет 925 Вт/см2). На рисунке 1-2 показаны солнечные спектры в условиях AM0 и AM1. Разница между ними вызвана затуханием, вызванным поглощением солнечного света атмосферой, в основном из-за поглощения ультрафиолетовых лучей озоновым слоем, поглощения инфракрасных лучей водяным паром и рассеяния пыли и взвешенных твердых частиц в воздух. На рисунке солнечное спектральное излучение EA = de / D, где e-солнечное излучение на единицу интервала длин волн. Эти характеристики солнечного спектра на данной длине волны являются очень важным фактором для выбора материалов солнечных элементов.

Солнечное излучение-это своего рода электромагнитное излучение, которое имеет как флуктуацию, так и частицу. Диапазон излучения Солнца с длиной волны показан на рисунке 1-3. Основной диапазон длин волн его спектра составляет 0,15 ~ 4 м, а основной диапазон длин волн наземного и атмосферного излучения-3 ~ 120 м. В метеорологии солнечное излучение обычно называют коротковолновым излучением, а наземное и атмосферное излучение-длинноволновым излучением. Распределение длины волны солнечной энергии можно смоделировать с помощью излучения черного тела с температурой 6000. Длина волны Солнца распределена в ультрафиолетовом ( <0,4 м), видимый (04075 м) и инфракрасный ( >0,75 м). На эти полосы в разной степени влияет атмосферное затухание. Большая часть видимого излучения достигает земли, но озон в верхних слоях атмосферы поглощает большую часть ультрафиолетового излучения. Из-за истончения озонового слоя, особенно в районах Антарктики и Арктики, до земли доходит все больше ультрафиолетового излучения. Часть падающего инфракрасного излучения поглощается углекислым газом, водяным паром и другими газами, в то время как большая часть длинноволнового инфракрасного излучения с поверхности Земли в ночное время передается в открытый космос. Накопление этих парниковых газов в верхних слоях атмосферы может увеличить абсорбционную способность атмосферы, что приведет к глобальному потеплению и пасмурной погоде. Хотя сокращение озона мало влияет на поглощение солнечной энергии, парниковый эффект может увеличить рассеянное излучение и может серьезно повлиять на поглощение солнечной энергии.

Применение солнечной радиации и солнечной энергии 2

Включенный угол между направлением падения солнечного света и плоскостью заземления, то есть включенный угол между солнечным светом определенного места и касательной поверхности, перпендикулярной к центру Земли, называется углом солнечной высоты, который называется солнечной высотой для краткости. Он имеет дневные и годовые изменения. Когда угол солнечной высоты составляет 90 °, В солнечном спектре инфракрасный свет составляет 50%, видимый свет-46%, а ультрафиолет-4%. Когда угол солнечной высоты составляет 5 °, Инфракрасный свет составляет 72%, видимый свет-28%, а ультрафиолет-почти 0. Угол высоты солнца постоянно меняется в течение дня; В то же время он также меняется в течение года. Для определенной плоскости заземления, когда угол высоты солнечного света низкий, расстояние света, проходящего через атмосферу, больше, а энергия излучения сильно ослабляется. В то же время, поскольку свет проецируется на плоскость заземления под небольшим углом, энергия, достигающая плоскости заземления, меньше, наоборот, больше.

В плоскости, перпендикулярной верхней границе атмосферы и света, солнечное излучение в основном является постоянным, но на поверхности Земли солнечное излучение часто меняется. В основном это вызвано прозрачностью атмосферы. Степень атмосферной прозрачности-это параметр, представляющий степень передачи атмосферы солнечному свету. В ясную и безоблачную погоду лучше всего атмосферная прозрачность, и до земли достигает больше солнечной радиации; Когда в небе много облаков или песчаных бурь, атмосферная прозрачность низкая, а энергия солнечного излучения, достигающая земли, низкая.

Время солнечного света также является важным фактором, влияющим на солнечное излучение земли. Если в определенной области 14h в день, если время пасмурного дня ≥ 6h и время солнца ≤ 8h, можно сказать, что солнечное время этого дня в этой области составляет 8h. Чем дольше солнечный свет, тем больше полной солнечной радиации получает земля.

Кроме того, чем выше высота, тем лучше атмосферная прозрачность и выше прямое излучение Солнца. На китайском плато Цинхай из-за средней высоты более 4000 м, чистой атмосферы, сухого воздуха и низкой широты общее солнечное излучение в основном составляет 6000 ~ 8000 мдж/м2. Коэффициент прямого излучения является значительным. Кроме того, солнечно-земное расстояние, топография и топография также оказывают определенное влияние на солнечное излучение. На той же широте температура в бассейне выше, чем в Пинчуане, а температура на солнечном склоне выше, чем на тенистом склоне.

Закон солнечно-земного движения: земная орбита вокруг Солнца эллиптическая, а Солнце находится в одной из двух фокальных точек своей эллиптической орбиты. Эта эллиптическая орбита в астрономии называется эклиптикой. В плоскости эклиптики расстояние между Солнцем и Землей не является фиксированным значением. Кратчайшее расстояние между солнцем и землей (1,47) ×108 км), т. е. Перигелий; самое дальнее расстояние между Солнцем и Землей (1,52) ×108 км), т. е. Афелий. Разница 5 ×106 км, что составляет около 1/30 среднего расстояния между днем и землей.

Интенсивность света Солнца на Земле зависит от следующих четырех аспектов: расстояние между Солнцем и Землей, относительное положение Солнца на Земле в определенное время, ослабление солнечного излучения, поступающего в атмосферу, и ориентация и наклон принимающей солнечной поверхности. Из-за различного положения Земли на орбите положение Солнца отличается в зависимости от наземной плоскости наблюдателя на Земле. Конкретная ситуация связана с географической широтой. Однако положение солнца в зените можно увидеть в полдень в разные сезоны.

Применение солнечной радиации и солнечной энергии 3

Солнечная активность тесно связана с некоторыми явлениями на Земле. Теперь люди обнаружили, что солнечная активность значительно влияет на Землю в следующих аспектах. Вспышки и солнечные пятна в солнечной активности оказывают значительное геофизическое воздействие на ионосферу Земли, магнитное поле и полярную область, влияя на коротковолновую связь земли и даже на кратковременное прерывание, которое называется «внезапным ионосферным возмущением». Эти реакции происходят почти одновременно со вспышкой крупных вспышек. Магнитное поле опускается вдоль магнитной силовой линии и сталкивается с хромосферным газом, заставляя пятку магнитной силовой линии с обеих сторон нейтральной линии сиять, превращаясь в вспышку, которую видят люди. Сама вспыла является результатом нестабильности магнитного поля. Из-за магнетизма

Неравновесное состояние поля приводит к извержению вспышки для достижения нового баланса магнитного поля. Процесс извержения вспышки также является процессом массового выброса энергии. Более крупный взрыв вспышки происходит не только из-за теплового движения атомов водорода, температура может достигать десятков миллионов градусов или даже сотен миллионов градусов, но также имеет сильные рентгеновские, ультрафиолетовые и высокоэнергетические протоны. Эти интенсивные лучи излучения увеличивают давление атомов водорода и заставляют атомы водорода, ионы и другие частицы выбрасываться со скоростью более 100 м/с, становясь частицевым излучением Солнца «Явление «магнитной бури» показывает, что вся Земля представляет собой большое магнитное поле, И земля полна магнитных силовых линий. Когда появляется вспылька, частицы высокой энергии испускаются из ее окрестностей. Когда заряженные частицы движутся, они создают магнитное поле. Когда он достигнет Земли, он нарушит исходное магнитное поле и вызовет геомагнитные изменения. Когда происходит магнитная буря, интенсивность магнитного поля сильно меняется, что окажет большое влияние на деятельность человека, особенно на работу, связанную с геомагнетизмом. Еще одно явление, которое солнце влияет на землю,-это явление полярного сияния: на северном и южном полюсах земли ночью или даже днем в небе часто можно увидеть световые полосы или дуги светло-зеленого, красного и розового.Который называется аврора. Это связано с тем, что когда поток заряженных частиц высокой энергии от солнечной активности достигает Земли, он бежит в полярную область под действием магнитного поля, которое возбуждает или ионизирует верхние атмосферные молекулы или атомы в полярной области для создания света. Солнечный дальний ультрафиолет и солнечный ветер будут влиять на плотность атмосферы. Цикл вариации плотности атмосферы составляет 11 лет, что, очевидно, связано с солнечной активностью. Солнечная активность также может влиять на температуру атмосферы и озоновый слой, а затем влиять на урожайность сельскохозяйственных культур и баланс природных экосистем. Поскольку солнечная деятельность оказывает значительное влияние на людей, особенно на аэрокосмическую, радиосвязь и метеорологию, очень важно изучить солнечную активность, особенно закон возникновения солнечных вспышек, и попытаться предсказать их.

 

recommended for you
нет данных

Xingshen технологии Лтд

Наша миссия к клиентам:
Охрана окружающей среды, Интеллектуальное производство.
нет данных
Свяжитесь с нами

Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Service@lumussolem.com

Контактное лицо: Dora

Мобильный телефон: 86 138 7381 4717

Добавить: Dongcheng Building, Lanzhu East Road, район Пиншань, Шэньчжэнь, Гуандун

Авторское право©2022 LumusSolem Все права защищены | Sitemap
онлайн чат
contact customer service
messenger
wechat
skype
whatsapp
Отмена