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了解什么是太阳能，了解每种类型的差异并找出最有利的

什么是太阳能？

太阳能是电磁能，其来源是太阳。它可以转化为热能或电能并应用于各种用途。利用太阳能的两种主要方式是发电和太阳能热水。

为产生电能，使用两个系统：日光热系统，其中辐射首先转换为热能，然后再转换为电能；和光伏，其中太阳辐射直接转换为电能。

日光热能或聚光太阳能 (CSP)

据矿产和能源部称，巴西约有 70% 的电力矩阵基于水能，最近其他能源，如生物质能、风能和核能，也得到了激励。

• 什么是水电？

鉴于不利的水文条件，随着干旱期的延长，日光热成为一种替代能源。如果我们考虑到干旱期与由于低云干扰和更强烈的太阳辐射而增加的太阳潜力有关，则更是如此。

收集器有多种类型，选择合适的类型取决于应用。使用最多的是：抛物线圆柱体、中心塔和抛物线盘。

这个怎么运作？

日光热太阳能收集器是捕获太阳辐射并将其转化为热量的设备，将热量传递给流体（通常是空气、水或油）。收集器具有反射表面，可将直接辐射引导至接收器所在的焦点。一旦热量被吸收，流体就会流过接收器。

光伏太阳能

光伏太阳能是将太阳辐射直接转化为电能，而不经过热能阶段（就像在日光热系统中那样）。

这个怎么运作？

光伏电池（或太阳能电池）由半导体材料（通常是硅）制成。当电池暴露在光线下时，被照射材料中的部分电子会吸收光子（存在于阳光中的能量粒子）。

自由电子由半导体传输，直到它们被电场拉动。该电场是通过这些半导体材料之间存在的电势差在材料的结区形成的。从太阳能电池中取出自由电子，可以以电能的形式使用。

与日光热系统不同，光伏系统不需要高太阳辐射即可工作。然而，产生的能量取决于云的密度，因此与完全开放的天空日相比，较少的云会导致发电量减少。

转换效率通过入射到电池表面的太阳辐射转化为电能的比例来衡量。通常，最高效的电池可提供 25% 的效率。

据环境部称，政府开发光伏太阳能发电项目，以满足农村和偏远社区的能源需求。这些项目侧重于一些领域，例如：抽水用于家庭供水、灌溉和养鱼；街道照明;集体使用系统（学校、卫生站和社区中心的电气化）；家庭护理。

热力开发

另一种利用太阳辐射的方式是热能加热。太阳能的热能加热可以通过集热器吸收阳光的过程来完成，集热器通常安装在建筑物和家庭的屋顶上（称为太阳能电池板）。

由于太阳辐射在地球表面的发生率较低，因此需要安装几平方米的集热器。

根据国家电力局 (Aneel) 的说法，要满足三到四名居民的房屋的热水供应，需要 4 平方米的集热器。尽管对这项技术的需求主要是住宅，但其他部门也有兴趣，例如公共建筑、医院、餐馆和酒店。

如果您有兴趣在家中安装太阳能供暖系统，请查看在家安装太阳能的指南。

太阳能的优缺点？

太阳能被认为是一种可再生和取之不尽的能源。与化石燃料不同，太阳能发电过程不会排放二氧化硫 (SO2)、氮氧化物 (NOx) 和二氧化碳 (CO2)——所有这些污染气体都会对人类健康产生有害影响并导致全球变暖。

与水力发电等其他可再生能源相比，太阳能也具有优势，因为与水力发电相比，它需要的面积更小。

巴西鼓励使用太阳能是有道理的，因为该国拥有大量的太阳辐射入射区域，而且靠近赤道。

巴西东北部的半干旱地区非常适合产生日光热能，因为它们满足高太阳辐射和低降雨量的条件。

然而，日热能的缺点是，尽管不需要像水力发电厂那样大的面积，但它仍然需要很大的空间。因此，分析最合适的植入位置至关重要，因为植被会受到抑制。此外，正如已经提到的，日热系统并不适合所有地区，因为它被认为是非常间歇性的。

不依赖高辐照是光伏系统的一大优势，这有助于其成为替代方案。

在光伏能源的情况下，最常提到的缺点是实施成本高和过程效率低，从 15% 到 25% 不等。

然而，在光伏系统的生产链中需要考虑的另一个极其重要的点是最常用于构成光伏电池的原材料硅所造成的社会和环境影响。

与任何其他采矿活动一样，硅开采会对开采区的土壤和地下水产生影响。此外，必须为工人提供良好的职业条件，以避免工伤事故和职业病的发生。国际癌症研究机构 (IARC) 在一份报告中指出，结晶二氧化硅具有致癌性，长期吸入会导致肺癌。

科技部的报告指出了与光伏系统相关的另外两个重点：电池板的处理必须妥善处理，因为它们具有潜在的毒性；到目前为止，光伏板的回收利用还没有达到令人满意的水平。

另一个重要的一点是，尽管巴西是世界第二大金属硅生产国，仅次于中国，但太阳能级硅提纯技术仍处于发展阶段。最近发现的一个问题，特别是在日热植物中，是无意中燃烧穿过该地区的鸟类。

因此，即使是可再生且不排放气体，太阳能仍然面临技术和经济障碍。尽管前景广阔，但只有通过公共和私营部门之间的合作，并投资于研究以改进涵盖生产过程的技术，从硅的纯化到光伏电池的处理，太阳能才能在经济上变得可行。