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那个靠太阳发电的板板,晚上还有用吗

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电能不能直接储存,只能先通过能量形式转换,以其它的形式储存起来,使用时再转化成电能,或者直接利用。目前电能主要以下列形式贮存:

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燃料电池是一种用于发电的装置,为了了解它的价值,让我们分别研究一下“燃料”和“电池”这两个词。
为了利用煤或者石油这样的燃料来发电,必须先燃烧煤或者石油。它们燃烧时产生的能量可以对水加热而使之变成蒸汽,蒸汽则可以用来使涡轮发电机在磁场中旋转。这样就产生了电流。换句话说,我们是把燃料的化学能转变为热能,然后把热能转换为电能。
在这种双转换的过程中,许多原来的化学能浪费掉了。
然而,燃料非常便宜,虽有这种浪费,也不妨碍我们生产大量的电力,而无需昂贵的费用。
还有可能把化学能直接转换为电能,而无需先转换为热能。为此,我们必须使用电池。这种电池由一种或多种化学溶液组成,其中插入两根称为电极的金属棒。每一电极上都进行特殊的化学反应,电子不是被释出就是被吸收。一个电极上的电势比另一个电极上的大,因此,如果这两个电极用一根导线连接起来,电子就会通过导线从一个电极流向另一个电极。
这样的电子流就是电流,只要电池中进行化学反应,这种电流就会继续下去。手电筒的电池是这种电池的一个例子。
在某些情况下,当一个电池用完了以后,人们迫使电流返回流入这个电池,电池内会反过来发生化学反应,因此,电池能够贮存化学能,并用于再次产生电流。汽车里的蓄电池就是这种可逆电池的一个例子。
在一个电池里,浪费的化学能要少得多,因为其中只通过一个步骤就将化学能转变为电能。然而,电池中的化学物质都是非常昂贵的。锌用来制造手电筒的电池。如果你试图使用足够的锌或类似的金属来为整个城市准备电力,那么,一天就要花成本费数十亿美元。
燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置。它是一种电池,但不需用昂贵的金属而只用便宜的燃料来进行化学反应。这些燃料的化学能也通过一个步骤就变为电能,比通常通过两步方式的能量损失少得多。于是,可以为人类提供的电量就大大地增加了。
问题在于难以制备一种确实能以可靠方式进行工作的燃料电池。已制备了这样的电池,其中是靠氢和氧的结合来产生电能,但氢仍然是很昂贵的。有人用一氧化碳来代替氢,这倒是便宜一些。最近还制备了利用污水与氧的结合在细菌作用的影响下产生电能的电池。无疑,把污水转变为电的想法是令人鼓舞的,并可解决两个问题:使宜的电力和废物的处理。
在燃料电池确实可供实用之前,还有许多工作要做,但它们代表着一种光明的前景。

化学能:通过蓄电池,把电能以化学能形式储存起来,使用时化学能释放出电能。蓄电池必须满足寿命长、高密度、无毒无腐蚀、操作方便等要求,因而最有希望的是锂电池,其次是钠—硫磺电池,锌—氯电池,锌—溴电池等。而铅电池因存贮效率低、能量密度低、管理费用高等缺点将日益被淘汰。大型锂电池机组可用于电力负荷调平,即夜间贮电,白天放电。电池驱动汽车即将取代现在的燃油汽车。

1849年,“光-伏”一词出现,意指由光产生电动势。到了1950年代,随着人们对半导体物理性质的逐渐了解,美国贝尔实验室于1954年发现,在硅中掺入一定量的杂质,会使其对光更加敏感,并制作出了第一个有实际应用价值的太阳能电池。

热能:把夜间的余电通过蓄热器以高温热或者冷热贮存起来。由于将热能转换电能时造成能量质量的降低,因此直接以热的形式再利用情况较多。

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势能:即所谓的抽水发电。夜间驱动电动水泵,把水抽向高处的水池,把电能以势能形式储存起来;白天用电高峰时,高处的水落下推动水轮发电机再转换成电能。

在掺杂的杂质作用下,P型硅材料具有较多带正电的空穴,而N型硅则具有较多带负电的电子。电子和空穴相对扩散、复合,在P型和N型硅材料的接触表面产生一个由N型硅指向P型硅的内建电场。当入射的太阳光被吸收时,内建电场处产生的电子将会受电场作用而移动至N型硅处,空穴则移动至P型硅处,在两侧分别累积。若以导线相连,就可以产生电流了。

虽然这么神奇的电池板板可以直接把光转换成电,但可不是什么光都可以的。事实上,太阳光在穿过大气层到达地面的过程中,大气中的空气分子、水蒸气、尘埃等会对太阳光产生吸收、反射、散射等作用,这些作用不仅会使太阳光的辐射强度减弱,还会改变辐射的方向和辐射的光谱分布。也就是说,到达地面的太阳光通常由直接太阳辐射和散射太阳辐射组成。

直接太阳辐射是指直接来自太阳,其辐射方向不发生改变的辐射。散射太阳辐射是指被大气中的空气分子、微尘、水汽等吸收、散射和反射的一部分太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。

在太阳电池组件工作的过程中,实际上主要是直接太阳辐射起到重要作用。换句话说,阳光普照的大晴天,就算偶然飘过的一朵云都会给正在工作的太阳电池带来很大的影响。加上云层移动的不确定性,导致太阳电池的发电量也具有很大的不可预测性。

既然阴天和多云都会对太阳电池的发电效果产生那么大的影响,那晚上太阳落山之后呢?仅靠着月球反射的那一丢丢光亮,那自然是发不了电的了。要想让晚上的万家灯火用上太阳电池发出来的电能,我们把电池白天发出来的电储存起来,等晚上再释放,不就可以了吗?那这个储存方式,可得好好说道说道了呢~

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