能源概論報告~太陽能 姓名:柯博薰,蘇智煒 學號:4980N044,4980N015 環工一A

如果說世上還有取之不盡用之不絕而且不必花錢就可以有隨手取得的能源，那太陽能就是最名至實歸。 自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬乾物件，並作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。 太陽所產生的光和熱，是帶給地球多采多姿生態的原動力。因為有太陽源源不斷的向地球傳遞能源，植物才得以進行光和作用，將太陽能轉換為自身的養分。而動物再藉由攝取植物，從而得到自身活動所需之能源。所以太陽能可以說是地球上一切生命的基礎。

同時我們可以看見太陽能以許多不同的風貌呈現。風，環繞在我們四周，無論是宜人的微風，或是狂烈的暴風。其本質都是由太陽能源所引發的，當太陽將熱能傳遞到地球時，由於地表吸收熱能的效益不同，因此會產生溫度上的差異。而溫度上的差異隨即造成了壓力上的差異，而風就依靠著大氣中地區上壓差的不同而吹起了。 聰明的人類很快就想到，既然我們現在所使用的能源大部分都來自於太陽，那我們為什麼不直接向太陽要能源呢！而這也就是現今太陽能發電的構想。現今我們直接轉換太陽能的方式有兩種：(1) 收集熱能 (2) 轉換光能。

收集熱能 小規模的民生利用方面，便是我們現在經常看到的太陽熱水器。較大規模方面則有所謂的集熱式太陽能發電廠，此種太陽能電廠的運作原理是將太陽光以反射鏡加以集中，藉著集中太陽能所產生的高熱來使水汽化產生蒸汽，進而推動渦輪發電機產生電力 轉換光能 大多是利用所謂的太陽能電池板來將光能直接轉換為電能。較小型的如電子計算機上的太陽能電池板，較大型的如在房子貼上許多太陽能板，藉以達到電力自主的目的。

光電轉換 光電轉換又稱太陽能光電。太陽能板是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置，由幾乎全部以半導體物料（例如矽）製成的薄身固體太陽能電池組成。由於沒有活動的部分，故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光電電池可為手錶及計算機提供能源，較大的光電系統可為房屋照明，並為電網供電。 太陽能板可以製成不同形狀，而又可連接，以產生更多電力。近年，天台及建築物表面開始使用光電板組件，被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光電設施通常被稱為附設於建築物的光電系統。 光熱轉換 現代的太陽能科技可以將陽光聚合，並運用其能量產生熱水、蒸汽和電力。集熱式太陽能(Solar Thermal)。原理是將鏡子反射的太陽光，聚焦在一條叫接收器的玻璃管上，而該中空的玻璃管可以讓油流過。從鏡子反映的太陽光會令管子內的油升溫，產生蒸氣，再由蒸氣推動煱輪機發電。除了運用適當的科技來收集太陽能外，建築物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設計時加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。在適當地點，太陽能的長期使用成本已經接近甚至低於傳統的化石燃料。

利用太陽能的方法 * 使用太陽能電池，通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能 * 使用太陽能熱水器，利用太陽光的熱量把水加熱 * 利用太陽光的熱量加熱水，並利用熱水發電 * 利用太陽光的光能中的粒子打擊太陽能板發電 * 利用太陽能進行海水淡化 * 太空太陽能轉換電能儲存，傳輸地面電能接收站，訊號接收站 * 根據環境與環境太陽日照的長短強弱，可移動式和固定式太陽能利用網 * 太陽能運輸（汽車、船、飛機...等）、太陽能公共設施（路燈、紅綠燈、招牌...等）、建築整合太陽能（房屋、廠房、電廠、水廠...等） * 太陽能裝置，例如：太陽能計算機、太陽能背包、太陽能檯燈、太陽能手電筒...等各式太陽能應用與裝置

空調系統 太陽能電池 構成電池，可以將陽光直接變成電能。光線照在上層，使電子 遷移到下層，在兩層之間產生電壓差 進入20世紀，能源領域一時竟成為煤炭和石油的一統天下。但到了70 年代，石油危機和環境污染了迫使人們重新對太陽能發生了興趣，如今太陽能已得到廣泛應用，利用太陽能裝置的住宅，叫做 “太陽能屋”，將各式集熱器裝在屋頂或牆壁上，冬天供暖氣和溫水，夏天促進室內空氣流通或供冷氣。 太陽能電池 在一片很薄的矽片下放一塊更薄的浸過硼的矽片，就 構成電池，可以將陽光直接變成電能。光線照在上層，使電子 遷移到下層，在兩層之間產生電壓差 如果要產生較大的電流，須把太陽能聯合起來，把產生的電壓 加大。太陽能電池有很多優點，沒有活動部件，使用壽命長， 保養費用極低，又不需燃料，但缺點是效率低，理論上最高效 率只有25％，實際不到16％。矽雖然便宜，但製造太陽能電池 所需的單矽晶卻很貴。不過在某些情況下，由於太陽能電池使 用方便，即使造價貴也划算，所以幾乎所有的太空飛行器都用 太陽能電池。有些燈塔，人造衛星等不適合裝載燃料或設備，太陽能電池是最佳選擇。

淨化應用 家用電力系統 在家居環境中合理利用太陽能，可以大大地節省電能。太陽能發電和太陽能熱水器是現代環保家居中最為典型的太陽能應用實例。 日本 -----利用陽光淨化廢水、大氣以及土壤污染物質的“公害處理技術”正陸續開發問世。 韓國 -----能源技術研究所的太陽能應用技術研究小組經過多年研究，最近開發出用太陽光淨化有毒廢水的“光化學廢水處理技術”，並將於今年內著手開發出用於大氣及土壤的淨化系統。 德國 -----正在開發一種隧道廢氣淨化系統，通過往隧道牆壁上塗抹一層薄薄的光觸媒，並在隧道內安裝紫外線燈，對過往車輛排放有毒氣體進行淨化。 家用電力系統 在家居環境中合理利用太陽能，可以大大地節省電能。太陽能發電和太陽能熱水器是現代環保家居中最為典型的太陽能應用實例。

世界各國對太陽能的政策 澳洲 2006年發表「陽光電城計劃」(Solar Cities initiative)，目前已有聖地愛麗絲泉、阿得雷德、湯士維爾與布萊克頓四個城市獲取政府補助打造太陽能發電系統城市。 美國 2006年8月，美國加州參院以36票對4票獲得壓倒性的勝利，通過「百萬太陽能屋頂法案」，法案計畫在未來10年，在加州百萬個屋頂上裝設太陽能發電系統，將太陽能發電的上限由0.5％提升為2.5％，整個計畫總發電規模將達300萬千瓦。 中國大陸 * 2005年9月，上海市政府公佈「上海開發利用太陽能行動計劃」。 * 2006年6月，中國成立風能太陽能資源評估中心。 台灣 * 2000年1月26日，經濟部能源局頒佈實施「太陽能熱水系統推廣獎勵辦法」，於2004年1月22日廢止。 * 2000年5月31日，經濟部發佈「太陽光電發電示範系統設置補助辦法」。 * 2005年12月26日立法院經濟委員會初審通過「再生能源發展條例草案」

太陽能的優點 在光照充足的地區(例如:太空向陽區、海洋、海岸、空曠岩地 太陽能的優點 在光照充足的地區(例如:太空向陽區、海洋、海岸、空曠岩地...等)，太陽能的供應源源不斷，生產過程不會產生環境污染，又不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應。太陽能能源取自於太陽，來源源源不絕，太陽能為良好能源如同水力或風力，各處皆積極發展太陽能。 太陽能設施可採取立體式設施，如同風能設施，可保護許多陸地和生態。 太陽能的缺點 目前利用太陽能的各種技術都具有成本很高的缺點，因此首期資本投資不菲。 除此之外，在許多陰雨綿綿的地區、或是日照短的，很難完全靠太陽能供應，投資報酬率較低。另外，除非有大量的太陽能板或更成熟的太陽能技術，不然目前仍然難以產生大量電源供給使用是其缺點。 除此之外，太陽能板壽命有限。大約是10-20年。而製作時所需使用的大量矽、鍺、硼可能會造成其他方面的污染，得先做好事先的管控處理。

現在，太陽能的利用還不很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題，但是太陽電池在為人造衛星提供能源方面得到了很好的應用。 目前，全球最大的屋頂太陽能面板系統位於德國南部比茲塔特（Buerstadt），面積為四萬平方公尺，每年的發電量為450萬千瓦時。 日本為了達成京都議定書的二氧化碳減量要求，全日本都普設太陽能光電板，位於日本中部的長野縣飯田市，居民在屋頂設置太陽能光電板的比率甚至達2%，堪稱日本第一。而在中國的江蘇睢寧，太陽能利用率更達到95%，可謂全國第一。

資料來源 YAHOO知識家 維基大百科