太陽能
何謂太陽能?
- 太陽的輻射給予大地光和熱,一切生物均需依靠太陽的能量而生存。
- 地球每小時接收來自太陽的能量(4.3 x 1020 焦耳)比它全年消耗的能量(4.1 x 1020 焦耳)*還要多。
- 現時太陽能發電只佔全球總供電量的百萬分之一,可見太陽能發電還有很大的發展空間。
太陽能的特性
有陽光之處就有太陽能。可是,陽光的強度往往受到氣候與地理因素所影響,而且陽光以直線模式放射,容易受到如雲層等物體阻擋。
太陽能可以透過折射收集,如利用一塊放大鏡將太陽光聚集而產生熱能,令物件溫度上升。
太陽能的應用例子
數十年來,太陽能獲廣泛應用於日常生活上,包括小型計算機以至設有光伏板的多層大廈。即使在偏遠地區,只要有充足的陽光,這種獨特而豐富的資源便可利用來提供電力。
常見的太陽能轉換系統:
 鋪設於香港大學周亦卿樓外牆的太 陽能光伏板。 |
 鋪設於香港大學周亦卿樓外牆的太 陽能光伏板。 |
 太陽能光伏板組件產生直流電 供街燈使用。 |
 太陽能光伏板組件產生直流電 供街燈使用。 |
 設置於港燈南丫發電廠的太陽能熱 水系統 |
 設置於港燈南丫發電廠的太陽能熱 水系統 |

位於美國加州莫哈維沙漠的太陽能 發電廠 Courtesy: DOE/NREL Credit: Gretz, Warren |
 位於美國加州莫哈維沙漠的太陽能 發電廠 Courtesy: DOE/NREL Credit: Gretz, Warren |
利用太陽能收集器發電的試點項目
碟型太陽熱能發電系統
 Courtesy: Stirling Energy Systems, Inc |
 Courtesy: Stirling Energy Systems, Inc |
 Courtesy: Stirling Energy Systems, Inc |
 Courtesy: Stirling Energy Systems, Inc |
位於美國新墨西哥阿布奎基的桑地亞國家實驗室,容量達25 千瓦的太陽能碟。
收集太陽能的發電廠 (太陽能塔)
 Courtesy: DOE/NREL Credit: Gretz, Warren |
 Courtesy: DOE/NREL Credit: Gretz, Warren |
 Courtesy: DOE/NREL Credit: Flores, Joe – Southern California Edison |
 Courtesy: DOE/NREL Credit: Flores, Joe – Southern California Edison |
位於美國加州達加達的Solar Two發電廠,裝機容量達10,000千瓦。該廠共設1,926塊「日光反射鏡」,把陽光的熱能聚焦於鍋爐,將水加熱?生蒸氣,推動渦輪發電機生產電力。
太陽能光伏系統
由結晶硅或非結晶硅等半導體物料製成的光伏電池,能夠直接將太陽能轉化成電能。 太陽能光伏系統操作寧靜,讓使用者能夠在毫無噪音的情況下生產能源。 而系統亦易於保養及維修,並可以接駁電網供電,或配合蓄電池獨立運作。
太陽照射光伏電池,電子吸收能量後會向上移,令電池表面帶負電荷,而下面帶正電荷,透過電線讓正負極接通產生電流,可為電器如燈膽等提供電力。
太陽能熱水器
太陽能熱水器一般由收集器、儲存容器、水管及控制器所組成。收集器吸收陽光,將水加熱並儲存於缸內,作為家居或其他用途。這樣可以把太陽的熱能儲存備用。太陽能熱水器通常安裝在低層樓宇或獨立房屋的天台或外牆上。
常見的太陽能熱水器
冷水流入熱能收集器後被加熱,再經對流作用進入儲水缸。
光伏電能的應用例子
由於太陽能光伏系統擁有不少獨特優點,故此近年來在世界各地大受歡迎,在日本、德國及美國等地的發展尤為迅速。在2004年底,這三個國家的光伏系統總安裝容量高踞全球頭三位*(左表)。
| 排名 |
國家 |
裝機容量 |
| 1 |
日本 |
1,132兆瓦 |
| 2 |
德國 |
794兆瓦 |
| 3 |
美國 |
365兆瓦 |
 日本 很多家庭將小型光伏系統安裝在天 台上。 Courtesy: IEA PVPS website: http://www.iea-pvps.org |
 德國 圖為現時全球最大連接於電網的光 伏系統之一,這個容量達10兆瓦的 系統位於巴伐利亞的太陽能發電場 。 Photo courtesy PowerLight Corp. |
 美國 設置於三藩市莫斯科恩會議中心天 台上的光伏系統,容量達675 千瓦 。 Courtesy: IEA PVPS website: http:// www.iea-pvps.org Copyright: PowerLight Corp. |
 日本 很多家庭將小型光伏系統安裝在天 台上。 Courtesy: IEA PVPS website: http://www.iea-pvps.org |
 德國 圖為現時全球最大連接於電網的光 伏系統之一,這個容量達10兆瓦的 系統位於巴伐利亞的太陽能發電場 。 Photo courtesy PowerLight Corp. |
 美國 設置於三藩市莫斯科恩會議中心天 台上的光伏系統,容量達675 千瓦 。 Courtesy: IEA PVPS website: http:// www.iea-pvps.org Copyright: PowerLight Corp. |
太陽能的優點
資源充足
太陽能永遠不會短缺。世界上任何地方基本上每天都可以接觸陽光,雖然照射程度會受到天氣及地理因素影響。
保護環境
太陽能不會產生噪音、廢熱、或溫室氣體,亦不會消耗天然資源。利用太陽能生產每1,200度電,便能減少排放大約1公噸因燃燒化石燃料而釋出的二氧化碳。
安裝方便
 Courtesy: IEA PVPS website: http://www.iea-pvps.org |
 Courtesy: IEA PVPS website: http://www.iea-pvps.org |
太陽能板可以安裝在現有的建築物上。
太陽能的限制
難以預測
太陽能的供應由大自然控制,只有在日間及天朗氣清時才可以收集。
市區較難收集陽光
在高樓大廈林立的市區陰影較多,較難收集到充足的陽光。
發電成本較高
 Photo courtesy PowerLight Corp. |
 Photo courtesy PowerLight Corp. |
 Courtesy: IEA PVPS website: http:// www.iea-pvps.org Copyright: PowerLight Corp. |
 Courtesy: IEA PVPS website: http:// www.iea-pvps.org Copyright: PowerLight Corp. |
以現時的科技,利用太陽能發電的成本仍較高昂。