太阳能的未来是什么(Future of Solar Energy)？

在21世纪，太阳能已经成为日常生活的一部分。从太阳能加热的游泳池到太阳能家庭，有许多例子证明了清洁、安全、可持续的太阳能的有效应用。随着人们对燃烧化石燃料的影响越来越关注，而不可再生能源枯竭的可能性，太阳能的未...

在21世纪，太阳能已经成为日常生活的一部分。从太阳能加热的游泳池到太阳能家庭，有许多例子证明了清洁、安全、可持续的太阳能的有效应用。随着人们对燃烧化石燃料的影响越来越关注，而不可再生能源枯竭的可能性，太阳能的未来看起来是光明的。截至2013年，这项技术并非没有问题，到目前为止，应用大多是相对较小的规模，但在这一领域正在进行大量的研究，并出现了一些非常有前景的发展

指向太阳的太阳能电池板阵列。利用太阳能太阳可能是可再生清洁能源的巨大来源。有人估计，在21世纪之交，太阳光所产生的能量是地球所用能量的1万倍。然而，还有一些重大的技术挑战在有效利用能源方面达成了共识。目前有许多不同的技术正在开发中，太阳能技术近年来取得了长足的进步太阳光可以简单地用来加热水，然后用它来为家庭提供集中供暖。或者，它也可以用来利用太阳能电池板上的光伏电池发电。第三种方法是将阳光集中在目标上产生热量，这可以直接用于工业目的，或者提供电力。

太阳能建筑和家庭可以减轻电网的负担太阳能电池板这些电池板依靠光电效应，当某些物质暴露在光下时，会产生一个小电流。光伏电池就是利用这种效应而建造的，太阳能电池板是由这些装置的大阵列组成的，这些装置可以接收尽可能多的阳光。它们一起可以产生大量的电能。尽管截至2013年，它们的效率相对较低，但它们的运行和维护成本通常非常低，而且可以非常有效地为家庭提供电力为了提高效率和用更便宜的材料制造电池，人们正在进行大量的研究，它能将太阳光转化为电能，效率为14-16%。然而，许多替代品正在研究中。薄膜电池可以由多种材料制成尽管目前这些电池的效率低于标准的光伏电池，但它们重量轻、灵活、制造成本低廉。多结电池的效率可以达到43%以上。它们的结构使得电池的不同部分能够在特定波长范围内进行调节，以捕捉特定波长范围内的阳光，而不是只有一个接收器另一个很有前途的领域是染料敏化太阳能电池（DSSC），它有时被称为Gratzel电池，这是在上世纪90年代首次开发的，它使用染料来捕捉太阳能并产生电子流，这些电子流通过下面的液体电解质层补充。虽然生产成本可能较低，但效率只有12%左右，并且存在耐久性方面的问题，可能会影响商业用途。例如，液体在寒冷条件下会冻结，或在温暖时会膨胀，研究人员已经开发出一种电池，用固体材料代替麻烦的液体电解质，为廉价耐用的太阳能电池板开辟了道路。除了开发更便宜、更高效的光伏电池外，太阳能未来的一个重要组成部分在于建造新建筑和对许多旧建筑进行改造。一些专家预测，大多数新建筑（如果不是全部的话）都会在屋顶安装太阳能电池板。因为这些太阳能电池板也很容易安装，许多老旧建筑可能会得到升级，以利用太阳能发电。专家和环保人士希望，政府将通过慷慨的税收优惠、免税和替代能源使用补助金，鼓励绿色能源建筑在某些地区，屋顶上的太阳能电池板可以提供家庭所需的全部或大部分能源。然而，如果人们住在多层住宅中，屋顶空间的数量与房屋的数量相比是非常小的。如果要提供阳光的话，虽然小的、单独的应用可以减轻电网的一些压力城市和工业的电力需求，它的未来必须是大型太阳能发电站，利用太阳能光伏电池所面临的最大问题是建造发电厂所需的空间。一个发电厂由数千个太阳能组成与目前安装在替代能源住宅上的太阳能电池板不同。正因为如此，太阳能电池板需要一个持续阳光充足的区域和相当大的空间。目前，世界上最大的发电站之一占地面积超过10平方英里（16.9平方公里），发电量足以运行约200台，一些专家建议，要为整个美国提供电力，每边需要大约100英里（160.9公里）的区域，可能是在美国西南部沙漠气候的某个地方。太阳能的替代品太阳能电池板还有许多其他的大规模利用太阳能的可能性。例如，聚光太阳能发电（CSP）技术。这些技术不是直接发电，而是集中阳光来加热水，提供蒸汽来驱动涡轮机，就像传统的发电厂一样发电它们可以由抛物面反射镜阵列组成，这些抛物面镜可以将阳光聚焦在装满液体的直线管上，也可以通过抛物面反射镜来加热驱动斯特林发动机的流体，从而为发电提供机械能另一个行之有效的系统是"电力塔"，在这个系统中，一组太阳跟踪平面镜将太阳的热量聚焦在一个液体容器上，该容器用于为发电机提供蒸汽。许多工厂正在运行，产生10-20兆瓦的电能。未来的发电厂可能会提供200兆瓦。与太阳能的未来有关的一个令人鼓舞的趋势是许多世界上最伟大的创新者正在选择将他们的人才和资金集中在改进替代能源技术上。许多奖励计划——由世界各国政府资助——侧重于经济地、大规模地提供太阳能。在许多国家，公民因转向"绿色"能源而获得财政奖励，尽管截至2013年，有许多令人鼓舞的迹象表明，各国政府正在认识到替代能源的必要性，并推动对太阳能的研究，但答案部分掌握在手中普通公民的选择和支持将影响未来的趋势通过安装太阳能电池板，向从事替代能源研究的机构捐款，获得相关学科的大学学位，并投票支持促进替代能源发展的措施，任何人都可以对太阳能的未来有发言权

太阳能在家庭中越来越普及。