近日,有媒體報道稱,有團(tuán)隊在國際上首次系統(tǒng)闡釋厘清偶氮苯對太陽能光熱燃料的重要作用,這一研究有助于顛覆傳統(tǒng)太陽能技術(shù)存在的效率低下、輻射分散、蓄能不穩(wěn)定等諸多問題,為太陽能高效利用打開新篇章。
近年來,如何運(yùn)用好太陽能是眾多科研機(jī)構(gòu)研究的重要課題之一。狹義上來講,太陽能的利用涉及了光熱轉(zhuǎn)化和光電轉(zhuǎn)化兩方面的知識;而廣義上來說,風(fēng)能、化學(xué)能、水能等與太陽有密切聯(lián)系的新型可再生能源都可以稱之為太陽能。作為一種可再生、能量大的清潔能源,太陽能和環(huán)境的關(guān)系可以說是相輔相成,今天小編就站在儀器的角度來聊一聊太陽能。
光熱發(fā)電和光伏發(fā)電
先來簡單的介紹一下太陽能發(fā)電的方式,一般來說,太陽能發(fā)電形式有光熱和光伏兩種。光熱發(fā)電實際上運(yùn)用的是太陽輻射產(chǎn)生的熱能,通過光-熱-電的裝換方式,先通過太陽能集熱器,將光能轉(zhuǎn)化為熱能。接著,通過水蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)的原理,將熱能轉(zhuǎn)化為動能并進(jìn)行發(fā)電,實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程。這種方法從原理上來說,只是將傳統(tǒng)火力發(fā)電中,生物能轉(zhuǎn)化為熱能的過程進(jìn)行了替換,缺點較為明顯——熱能產(chǎn)生效率遠(yuǎn)低于火力發(fā)電,成本又十分昂貴。
而光伏發(fā)電則是一種更為直接的太陽能發(fā)電方式。原理上來說,光伏發(fā)電直接運(yùn)用光伏效應(yīng),借助半導(dǎo)體光電二極管,直接將光能轉(zhuǎn)化為電能。是目前公認(rèn)的一種具有相對永久性、環(huán)保性、靈活性的技術(shù)。
太陽能與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系
太陽能與環(huán)境之間其實是一個因果循環(huán)、相互影響的關(guān)系。首先,太陽能近年來得到全球范圍的重視,離不開傳統(tǒng)火力發(fā)電存在的兩個問題。
其一,火力發(fā)電需要大量地燃燒煤炭、石油等不可再生資源,隨著時間的推移,可供人類開采使用的不可再生能源逐漸減少,并且存在枯竭的可能。同時,開采石油等能源,本身會對環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞,無論從能源利用,還是環(huán)境保護(hù)來說,都違背社會倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展方向。
另一方面,就是火力發(fā)電的排放問題。大量地燃燒煤炭、石油勢必會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮等污染氣體,以及造成PM2.5超標(biāo)的情況,引起霧霾等大氣污染問題,直接破壞環(huán)境。
事實上,無論是土壤沙漠化還是霧霾,污染一旦產(chǎn)生,除了會讓人們陷入治理難的問題外,還會影響太陽能發(fā)電的工作環(huán)境和效率。太陽能發(fā)電雖然擁有許多優(yōu)點,但不可否認(rèn)的是,其具有一定的局限性。換言之,想要有效的運(yùn)用太陽能,確保光照很重要。霧霾會引起光線受阻自然不必多說,而土壤沙化,會讓原本適宜太陽能集中發(fā)電的空曠地勢受到影響,破壞太陽能發(fā)電的有利環(huán)境。
總而言之,對于環(huán)境來說,太陽能發(fā)電是一種有效避免煤炭、石油等開采、使用引起環(huán)境污染的有效途徑;對于太陽能發(fā)電來說,良好的環(huán)境時增加發(fā)電效率的基本條件。
環(huán)境檢測與太陽能采集
前文提到過,廣義上來說,風(fēng)能、化學(xué)能、水能都屬于太陽能,其原因在于風(fēng)能、化學(xué)能、水能的產(chǎn)生,都離不開太陽的作用。所以,無論是通過太陽能電池直接轉(zhuǎn)化太陽能還是通過潮汐發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電收集能源,環(huán)境對于新能源運(yùn)用都有著不容小噓的意義。目前,針對太陽能發(fā)電站、風(fēng)車發(fā)電、潮汐發(fā)電站的建立,除了需要運(yùn)用大量的儀器進(jìn)行事先評估外,在發(fā)電站建立后,還需要建立嚴(yán)苛的自然環(huán)境檢測系統(tǒng),確保發(fā)電站設(shè)備安全及發(fā)電效率。可以說,環(huán)境檢測儀器對于太陽能運(yùn)用是不可或缺的幫手之一。