太阳系的终极能源是太阳。它使我们的世界变暖,驱动我们的天气,并以阳光的形式为植物提供生命。它似乎也应该为我们提供电力。然而,事情并没有那么简单。
阳光通常被视为终极可再生电源。它是免费的,在人类成为地球地质记录中的一个注脚之后,它将继续发光发亮。然而,阳光并不是恒定的。太阳能只能在白天工作,而且在那些几乎不间断地接受阳光、云层很少或天气变化不大的地区最有效。由于太阳能是间歇性的,它通常不能提供基本负荷电力,相反,像风能一样,可以补充基本负荷,并在高峰时段提供能源。在这一点上,另一个,主要的电源需要提供基本负荷。
从太阳中获取能量有两种方法。第一种方法是热法。太阳被用来产生热量,这些热量被用于某种热机来运行发电机。在电力系统中,这是通过镜子或透镜将太阳的热量集中到中央收集器上完成的。太阳能热设计,如果装备得当,能够将热量储存在介质中,如液态盐或纯化石墨,然后使用这些热量来运行发电机。通过这种方式,太阳能热系统实际上可以在阴天或夜间提供电力,使其适用于低基本负荷应用。不过,它并不能取代传统的基本负荷系统,如水力发电、燃煤电厂或核电。这些太阳能项目根本无法一直提供足够的电力。
另一种利用太阳能发电的方法是光伏(PV)板,这对大多数人来说更为熟悉。这些平板直接利用光线发电。虽然有一些光伏发电厂,特别是在西班牙、德国、日本和美国,但大多数光伏安装都是在家庭和其他小规模运营中。光伏组件价格昂贵,但随着技术的进步,成本将下降,效率将提高。作为智能仪表以家庭为基础的系统将电力卖回电网的能力变得越来越普遍,这使得它们更具吸引力。不过,在大多数情况下,这些系统最好被视为传统基本负荷系统的补充,而不是替代品。
太阳能要真正成为有效的基本负荷提供者,它必须变得更大,而且必须在阳光经常照耀的地方。太空太阳能发电厂的研究已经进行了多年,但发射成本是关键。以目前将材料送入轨道的成本,它们根本不可行。也许如果未来的技术像太空电梯如果真的发生了,那么基于太空的太阳能发电就有可能成为现实。
与此同时,太阳能可以用来帮助满足峰值电力需求,甚至可以提供一些基本负荷,但它非常依赖于位置。太阳能的未来似乎在于分散发电,在家庭、商业建筑和社区的规模上。
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