深入浅出说能源（十二）

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（全文字数：1472字，阅读完大约需要5分钟）

哥哥姐姐弟弟妹妹们，大家好，我是王同学。

今天该说太阳能了，太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁可再生能源，一般指的是太阳的辐射能量。它主要来自太阳内部核聚变反应，是世界上资源量最大，分布最广的清洁能源，没有之一。

01 | 关于太阳能

关于太阳能，总是不缺新闻话题。十多年前，全国到处卖的很火的一个东西叫太阳能热水器，这几年资本市场一个很热的主题就是光伏，前些年欧盟和美国动不动就对中国出口的太阳能组件征收极高的反倾销税。很多人总感觉这些名词都是和太阳能相关的，却说不清楚太阳能怎么热水，太阳能和光伏又是什么关系，什么叫太阳能组件，还有很多类似的好像懂但又说不清的名词，下面王同学就用几篇文章给大家梳理清楚。

太阳内部通过核聚变放射出的太阳辐射，地球其实只接受了22亿分之一，但是即使只有这么一小部分，每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤炭释放的热量。而且从根本上讲，地球的风能，水能，海洋能，波浪能，生物质能，以及部分潮汐能都来自于太阳，我们现在所燃烧的化石燃料——煤炭，石油和天然气也是远古时代储存下来的太阳能，太阳是人类巨大的能量源泉。

很多人会有一个想法，太阳照射到地球上是绝对公平的，多大土地就会接受多大的太阳能，太好了。这下终于不用像核能，煤炭石油那样集中在某些地方，我们要花高价购买，还动不动就被别人卡脖子。

这种想法还是过于天真了，即使是同样的面积，接受到的太阳辐射能依然不一样，原因主要有两个。

第一，太阳光照射角度。很容易理解，有太阳光直射的地区，单位面积内接受到的能量会大于斜射表面的能量。所以，以赤道为中心，南北回归线之间的太阳能资源最丰富，两极则最差。

第二，大气散射。大气当中颗粒数越多，散射就越强，到达地面的太阳能就越少。中国青藏高原空气稀薄，散射作用很小，所以比很多低纬度地区太阳能丰富。

02 | 国内外太阳能的分布

不出意外，非洲是全世界太阳能最丰富的地区，占全球的40%，光是看当地人的肤色就可以预计到这一点。其次是亚洲，占25%，欧洲虽然推动太阳能的态度很积极，可是它只占全球2%的太阳能。按照这个规律，我们似乎可以得出一个重要的结论，太阳能越少的地方，人的肤色越白。

中国太阳能资源大约70%分布在西部和北部。西藏，青海，新疆中南部，内蒙中西部，甘肃，宁夏都是太阳能的丰富区，中国发展太阳能的先天底子还是非常好的。

图片来源：星球研究所

03 | 如何利用太阳能

当有这么多的太阳能到达地面，人类要利用它主要有三种转换方式——光热转换，光电转换，光化学转换。

光热转换是将太阳辐射能收集起来，通过物质间相互作用，转换成热能并加以利用。利用这种原理的主要是太阳能热水器，太阳灶，太阳能空调等。

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光化学转换是因为吸收了光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程，比如说植物的光合作用，叶绿体把光能转化成化学能。还有一些其他的类型，比如光电化学作用，光敏化学作用。

光电转换是将太阳能转化为电能，这是未来我们利用太阳能的主要方向。主要有两种方式——光热发电和光伏发电。

光热发电是将光转化为热，再转化为电的方式，光伏发电时将光直接转化为电的方式。看到这里我们就明白了，我们天天听到的光伏是光电转换的一种形式，而光电转换又是利用太阳能的三种主要形式中的一个。

最近这些年光伏大热，主要是因为光伏发电是继风力发电之后，又一个被全世界普遍接受和看好的能源利用形式，成本下降非常快，极有可能成为未来的人类利用太阳能的主要形式，而且太阳能会成为人类极其重要的能量来源。

未完

自知，重基础，专心致志
王同学
2023.4.4