在地球上,虽然有白昼也有黑夜,可太阳每时每刻都在照耀地球。虽说如此,但不是所有的太阳能都能来到地球上。太阳的能量是通过光的形式向四面八方发射,把能量散发到字宙空间。
地球绕太阳公转的轨道呈椭圆形,其日地之间的距离很远,平均距离约为1.495×10°km(最远距离和最近距离分别为1.52×108km和1.47×105km);对于宇宙来说,地球又很小所以地球接收太阳能就很少,大部分太阳能都散发到宇宙空间。以地球和太阳的大小和相对位置为依据计算后可以得知,太阳总辐射能量中,只有2亿分之一到达地球大气层的上界,约为1.73×1012kW。
要知道,这只是到达地球大气层的上界,而不是地球表面得到的太阳能数量。太阳辐射的能通过大气时,分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰品、空气分子的吸收、散射、反射等作用,而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面。
太阳能到达地球大气层的上界后,遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时都要发生反射。据统计,太阳能向地球辐射的太阳能还有30%(约为51.9×102kW)以光的形式又反射到宇宙中去,只有70%(121.1×101kW)进入了大气层。从宇宙飞船上看地球,可以非常清晰地看到,具有高反射率的海洋和云层的地球,闪着太阳辐射穿越大气层时,大气中某些成分具有选择吸收一定波长辐射性能的特性。大气中蔚蓝色的光,这一点已得到证实。吸收太阳辐射的成分主要有水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固体杂质等。太阳辐射被大气吸收后变成热能,因而使太阳辐射减弱。因此,进入大气层中的太阳能中还要有20%(约占太阳向地球辐射太阳能总量的14%)被大气层散射或吸收,只有其中约80%(约占太阳向地球辐射太阳能总量的56%)多的太阳能穿过了大气层,最终到达了地球表面。由于大气层的散射和吸收,最后到达地球表面的太阳辐射功率约为96.88×1012kW。这与整个太阳辐射能量相比是太微不足道,可实际上,它仍然是全球发电容量的数十万倍。
综上我们也不用担心太阳能耗尽的问题,现在的太阳能发展也十分的迅速。太阳能的转化效率、使用率、普及率依旧是我们关心的重点。太阳能庭院灯、太阳能草坪灯等太阳能灯的研发也越来越符合民众们的生活需求以及政治上的环保理念。
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