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光与能

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发布日期:2022-01-04

“啊,被阳光照着好舒服呀!”心心带着小墨镜,躺在垫子上开心地笑道,“周末出来郊游真是不错的选择。”

“太阳可是我们生活中必不可少的,而且太阳光能杀菌,能帮我们晒干衣物,制作食物,比如晒咸鱼、制盐啦!此外,多晒太阳还有助于我们的身体健康。”开开也舒舒服服摆着大字晒太阳。

“没错,过去人们利用的都是太阳自身的光与热。”妈妈点头道,“如今,在化石燃料日趋减少的情况下,太阳作为一种可再生能源,发挥着更大的作用。”

“我知道,隔壁刘阿姨刚换了一个太阳能热水器。”心心立刻接话道。

“其实,除了太阳能热水器,还有太阳能电池、太阳能空调、太阳能汽车和太阳能飞机。”爸爸介绍道。

“汽车和飞机都有太阳能的了?”开开吃惊地看向爸爸。

“嗯,但多数还处在试验阶段。目前对太阳能的运用更多的还是建立太阳能发电站进行发电,像太阳能电池就为人造卫星提供电能。”爸爸解释道,“如今各国都在开发研究如何利用太阳能,毕竟阳光取之不尽还免费,也不用运输,对环境也没污染。”

“是呀,如果家里都用太阳能供电,妈妈就不用担心电表欠费了,哈哈!”心心咯咯笑道。

“可是我只能感觉到太阳光暖烘烘的,它是怎么发电的呢?”开开好奇地问道。

“太阳能发电是由于光电效应原理。”妈妈想了想回答道,“嗯,简单来说就是太阳光中的光子照射到太阳能板上,可以使太阳板材料里绕着原子核高速运动的电子获得足够的能量,挣脱原子核的束缚,脱离轨道而在材料中自由移动,从而形成电流,产生电能。”

“哇,那不是只要有太阳,太阳能板就能源源不断地产生电能!”心心开心地拍着手说道。

“是的,但是并不是全部太阳光都可以实现光电转化,目前光电转化的主要范围是可见光部分,能进行光电转化的能量仅占太阳总能量的百分之五十左右。”爸爸讲解道,“而这只是理论值,实际上目前的利用率远远低于这个数值。为了提高太阳能转换率人们做了很多改进方法,比如改进太阳能电池板,增大吸收率降低反射率,对材料进行提纯,研发新的光电转换材料等。”

“而且地球大气,天空上的云层以及大气污染,都会降低太阳光照射到地面上的能量。”妈妈补充道。

“啊,难不成要到外太空去建造太阳能发电站吗?”开开惋惜道。

“那就建到月球上去吧,距离地球还近一些。”心心也觉得这个办法可行。

“哈哈,你们两个小家伙想法是不错。太空确实能够实现太阳光的最高效利用,但是电缆如何拉入太空呢?”妈妈笑着问道。

“哦,是呀,好像不太现实。”开开挠了挠头。

“嘿嘿,其实科学家们正在研究在太空中建立太阳能发电站。”爸爸摸了摸开开的头说道,“当然电缆是无法拉入太空的,所以各国都在研究无线输电技术,也就是不经过电缆将电从发电装置传送到接收端的技术。我相信早晚我们会在太空中建立太阳能发电站的!”



【知识卡】光与能

自古人们就在利用太阳光,但大多属于直接利用其热能,如今在化石燃料日趋减少的情况下,太阳作为一种可再生能源,发挥着更大的作用。通过光电效应原理,可利用太阳能发电,即太阳光中的光子照射到太阳能板上,使太阳板材料里绕着原子核高速运动的电子获得足够的能量,挣脱原子核的束缚,脱离轨道而在材料中自由移动,从而形成电流,产生电能。

但目前的太阳能转换率仍然较低,加之大气、云层及污染等,会使太阳光照射到地面上的能量降低,因此科学家们正在研究在太空中建立太阳能发电站。