太阳能的发展史

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1、太阳能的发展史摘要：以前我们一直认为地球上的能源是取之不尽，用之不竭的。直到出现能源危机，环境污染等种种问题，太阳能开始被人们重视起来。从根本上来说，因 为太阳，地球上可以存在生命。并且太阳直接或间接地与我们当前普遍使用的各 种能源有关。并且随着时间的推移，太阳能开始逐渐走进人们的生活。本文将主 要介绍太阳能的主要发展历程。关键词：太阳能、发展史正文：一、介绍随着人类能源需求的不断增长，据估计，到本世纪中期，全球能源需求至少 将增加一倍。在如此能源急需的情况下，对于太阳能这种含有巨大能量潜力的 可再生能源的研究刻不容缓。如果可以充分的开发太阳能，那么这将会是人类科 技进步的一次重大飞跃。几乎所

2、有利用的能源形式都是由太阳能产生，比如说：煤、天然气、石油等。 纵观历史，每一种新的能源应用形式的发现都有助于社会的发展1。使用清洁能 源太阳能并不是我们这个时代科学家的发现。许多世纪以来，太阳能都被广泛 应用于各种领域。二、古代文明时期 在古代，太阳对地球上的生命起着至关重要的作用这一点就已经被所有的文 化所认可。当时的人们崇拜太阳，甚至把太阳当作神来崇拜。说起太阳神，就不得不提到神秘而古老的国度，古埃及。在那个时期，阿吞 神2就是被所有人信奉的唯一的神，他是以太阳圆盘的形象出现，是全埃及的神 取代了古老的创造大神阿图姆，位列九元神之首。可见太阳神在古埃及人民心中 不可动摇的地位。不仅仅是古

3、埃及，世界上几乎所有的古代文化都有他们的太阳 神比如说日本的天照大神3、希腊的阿波罗、印度的苏里亚等等。它们都代表了 太阳系恒星的力量。六千多年前，新石器时代的中国人开始大胆的应用太阳能。他们把家朝南建， 为了在冬季的时候捕捉更多的阳光，让房间内变得温暖。这种看似粗糙的方法实 际上是当前加热技术的原型。到后来，希腊著名建筑师维特鲁威4(公元前 80 前 15 )设计出了正确的住宅朝向方向，进一步的改善了人们居住的舒适程度。维 特鲁威也创作了建筑学领域的范本建筑十书。自史前时代以来，食品储存与加工一直是人类重要的生产生活部分。而太阳 光就可以用来干燥和保存食物。古埃及人就是利用太阳光将谷物脱水干

4、燥，并把 干燥后的谷物储存在密封的筒仓中，这种方法可以使他们的粮食储存好几年。古代人早就认识到，通过集中太阳光线可以用来照明。早在公元前第七世纪， 人们就会用放大镜来聚焦阳光。然而在公元前第三世纪，古希腊人和罗马人开始 使用一个更先进的方法：就是利用镜子集中太阳光来照明。三、中世纪中世纪早期五十世纪，是西欧罗马帝国崩溃后的时期，是知识、经济匮乏 的时期，也是科技发展的“黑暗时代”。等到欧洲中世纪十四十七世纪的文艺复 兴时期，新发现和新发明的数量急剧增加，这些推进了西方科技的进一步发展。达芬奇，(14521519)被大家称作文艺复兴人”，是意大利时代最著名的发明家。他呈现给人们一个巨大的、多样性

5、的，如工程，化学，数学，物理的科 学领域。当时的人们普遍都通过燃烧大量木材的方式来取暖，而他在当时，就已 经开始对环境问题有所注意。在他的作品中也表现出了他对地球森林正遭破坏的 问题的担心。因此，他进行了几项关于利用太阳能取暖的研究。通过研究可反射 平行光线的弯曲金属板，达芬奇得出了光线与金属板的几何关系。据说，达芬 奇提出了，第一个工业应用的凹面镜太阳能聚光热水器。他还提出了一种集中的 太阳辐射来焊接铜的技术。罗马帝国衰落后，生活在这个时代的有钱人想在家里也可以享用热带水果。 在气温相对较低的欧洲为了满足外来植物的生长需要，欧洲人会在屋子朝南的地 方铺上玻璃形成一个温室。在某些家庭里，温室也

6、被连接到房子中去，进而将温 室内的热空气输送到建筑物的内部来取暖。四、工业革命时期至现在十八世纪，英国开始工业革命7， 在这个时代，同样也有许多与太阳能相关 的工业成就和创新：研究如何集中太阳光的科学家亚当斯，制作了一个手动旋转的烤箱，有八个 对称放置的镀银玻璃镜。箱子对准阳光后，阳光透过镜子集中到一个玻璃盒子里 里面可以放着要煮熟的食物。他所发明的烤箱，内温度可超过200 度。这是第一 个大规模投入生产的太阳能烤箱68。利用同样的方法，人们用抛光的铁、玻璃 透镜或镜子制成的太阳炉来集中阳光，熔化铁、铜和其他金属8。第十九世纪，第一个广泛应用太阳能的方面是，将太阳光能转换成供给动力 系统运作的

7、能量。在1901年，伊尼厄斯建造了一个直径10m的聚焦集热器。该 装置由1788 面镜子组成的一个形如大伞的结构。锅炉内的水放在集热器内被加 热，产生的蒸汽作用于常规的复合发动机和离心泵8。1912 年，美国人弗兰克舒曼，在埃及建立了世界上第一个太阳能热发电站抽水厂。该工程使用了几个62m长的圆柱形抛物柱面镜，将阳光聚焦到吸收管上来 收集太阳能。它可以使超过20000L/min的水由泵从尼罗河抽到附近的农田。另一个广泛应用太阳能的方面是住宅供暖。世界上第一批热水器实际上是装 满水的黑色水箱。但是它们有需要很长的时间来制热，易迅速冷却等的缺点。然 而1891年初，由克拉伦斯肯普制作出来的第一个商

8、业化太阳能的产品，克服了 这些缺点，太阳能热水器开始热销。再到二十世纪初，人们通过将暴露在阳光下 的管道和远程隔热储水箱结合起来，做了进一步的保温改善了，这种太阳能热水 器的问世使所有购买者都能够整天享受热水8。五、光伏的历史光伏”一词来源于希腊语侄uh入心”，意味着光，而伏”就是电动力单元。谈 到光伏，不得不说到光电效应规律。这个规律的发现可能是太阳能利用中最重要 的突破。光伏电池，通常也称为太阳能电池，就是根据光伏效应的原理将太阳能 直接转换为电能。自从20世纪30年代，亚历山大埃德蒙贝克雷尔9(18201891)发现了 光伏效应，即：受太阳光线照射的导体中存在电流。 19岁时他便发明了世

9、界上第 一个光伏电池。他把氯化银置于酸性溶液中，对其进行光照，观察到了铂电极上 存在电压。美国发明家弗里兹(18501903)是公认的第一个光伏电池的创造者。 1883 年，他将硒夹在一个铁盘和金层之间发明出了第一个光伏电池。虽然这种光伏电 池的效率很低，但是它仍是现今光伏工程的起点。很少有人知道，著名的理论物理学家，阿尔伯特爱因斯坦(18791955), 在 1922 年获得诺贝尔物理学奖并不是因为他新广义和狭义相对论的理论。而是 因为他对理论物理学的贡献，尤其是他发现了光电效应的规律。美国工程师拉塞尔(18981987)，在 1946 年诞生了他的专利结半导体太 阳能电池。之后几年，太阳能

10、电池的效率逐步增高，在 1960 年就达到了 14%。 在 20 世纪 60 年代研究人员还发现了其他的光伏材料 砷化镓。它可以在比硅更 高的温度下工作5。由于成本高，效率低，在光伏时代开始时，太阳能电池仅用 于玩具生产。1858 年，太阳能电池开始应用于太空探索，先锋 号是世界上第一颗太阳能动 力卫星。卫星直径长165mm，重达1.47kg，其中含有6个可产生几十MW能量 太阳能电池。但在实践中，太阳能电池有很多的缺点比如说效率低、高成本等。 所以这些缺点成为了航空航天工业上急需解决的难关。而到了20 世纪70 年代， 由于半导体工业的迅速发展，太阳能电池的价格与集成电路的价格都开始下降，

11、成本高的问题便迎刃而解，太阳能电池的发展也突破了自身瓶颈，迎来了光明。六、小结太阳不仅是我们太阳系的中心，也是地球上所有生命赖以生存的源泉。地球 在一小时内从太阳获得的能量够全世界使用一年多。人类自几千年来就开始利用这种普遍存在的清洁能源。对于太阳能开发与利 用的不断创新、提高，会使人们节约下来更多能源，减少环境污染，因为太阳能 本身就拥有这种优势，希望随着科技的进步会让太阳能越来越普及，造福全人类。参考文献1 太阳能发电的普及与前景，罗承先，中外能源， 2010-11-152 试论古代埃及的阿吞崇拜, 李模, 世界宗教研究, 2004-09-153 日本的太阳神神话研究, 张正军, 宁波大学

12、学报(人文科学版), 2014-09-104 建筑理论、建筑史与维特鲁威建筑十书读新版中译维特鲁威建 筑十书有感, 王贵祥,建筑师5 C.J.Chen, Physics of Solar Energy,John Wiley& Sons,20116 History of solar cooking.Available,2017-4-117 英国的工业革命与创新史,柯能就,中国知识产权报, 2004-11-138 Renewable Energy Focus Handbook Amsterdam, B. Sorersen, P. Breeze, T.Storvick, S.Yang, A.da Rosa, 20099 迎接太阳能时代,水天,中国电力企业管理, 2005-11-10