光热发电和光伏发电
先来简单的介绍一下太阳能发电的方式,一般来说,太阳能发电形式有光热和光伏两种。光热发电实际上运用的是太阳辐射产生的热能,通过光-热-电的装换方式,先通过太阳能集热器,将光能转化为热能。接着,通过水蒸汽驱动汽轮机的原理,将热能转化为动能并进行发电,实现热能转化为电能的过程。这种方法从原理上来说,只是将传统火力发电中,生物能转化为热能的过程进行了替换,缺点较为明显——热能产生效率远低于火力发电,成本又十分昂贵。
而光伏发电则是一种更为直接的太阳能发电方式。原理上来说,光伏发电直接运用光伏效应,借助半导体光电二极管,直接将光能转化为电能。是目前公认的一种具有相对永久性、环保性、灵活性的技术。
太阳能与环境保护之间的关系
太阳能与环境之间其实是一个因果循环、相互影响的关系。首先,太阳能近年来得到全球范围的重视,离不开传统火力发电存在的两个问题。
其一,火力发电需要大量地燃烧煤炭、石油等不可再生资源,随着时间的推移,可供人类开采使用的不可再生能源逐渐减少,并且存在枯竭的可能。同时,开采石油等能源,本身会对环境产生一定的破坏,无论从能源利用,还是环境保护来说,都违背社会倡导的可持续发展方向。
另一方面,就是火力发电的排放问题。大量地燃烧煤炭、石油势必会产生二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮等污染气体,以及造成PM2.5超标的情况,引起雾霾等大气污染问题,直接破坏环境。
事实上,无论是土壤沙漠化还是雾霾,污染一旦产生,除了会让人们陷入治理难的问题外,还会影响太阳能发电的工作环境和效率。太阳能发电虽然拥有许多优点,但不可否认的是,其具有一定的局限性。换言之,想要有效的运用太阳能,确保光照很重要。雾霾会引起光线受阻自然不必多说,而土壤沙化,会让原本适宜太阳能集中发电的空旷地势受到影响,破坏太阳能发电的有利环境。
总而言之,对于环境来说,太阳能发电是一种有效避免煤炭、石油等开采、使用引起环境污染的有效途径;对于太阳能发电来说,良好的环境时增加发电效率的基本条件。
环境检测与太阳能采集
前文提到过,广义上来说,风能、化学能、水能都属于太阳能,其原因在于风能、化学能、水能的产生,都离不开太阳的作用。所以,无论是通过太阳能电池直接转化太阳能还是通过潮汐发电、风力发电收集能源,环境对于新能源运用都有着不容小嘘的意义。目前,针对太阳能发电站、风车发电、潮汐发电站的建立,除了需要运用大量的仪器进行事先评估外,在发电站建立后,还需要建立严苛的自然环境检测系统,确保发电站设备安全及发电效率。可以说,环境检测仪器对于太阳能运用是不可或缺的帮手之一。