Got Sun? Go Solar pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Ewing, Rex A./ Pratt, Doug

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2009-9

价格:$ 22.60

装帧:

isbn号码:9780977372461

丛书系列:

图书标签:

• 太阳能
• 可再生能源
• 能源转型
• 环保
• 可持续发展
• DIY
• 家庭能源
• 节能
• 绿色生活
• 投资

Got Sun? Go Solar 序言 在浩瀚的宇宙中，太阳无疑是生命赖以生存的基石。它慷慨地播撒着光和热，孕育着地球上的一切。然而，我们对太阳能量的利用，在很长一段历史时期内，都显得如此局限而低效。从原始的火堆取暖，到古老的太阳灶，再到近代的光热利用，人类对太阳能的探索从未停止。直至今日，随着科技的飞速发展，太阳能正以前所未有的姿态，展现出其改变我们能源格局的巨大潜力。 《Got Sun? Go Solar》这本书，并非一本简单的技术手册，也不是一本枯燥的理论堆砌。它是一次深入的探索，一次对太阳能世界的全景式描绘，一次对我们当下与未来能源选择的深刻反思。这本书试图回答一个核心问题：当我们拥有充足的阳光时，我们是否已经准备好拥抱这场由太阳驱动的能源革命？ 它将带领读者穿越时空，回顾太阳能利用的历史足迹，从古埃及人利用玻璃聚焦阳光，到古代中国学者观察到日晷的计时原理，再到近代物理学家对光电效应的深入研究。这些历史的片段，不仅展示了人类对太阳能的智慧与想象，也为我们理解当下的太阳能技术发展提供了坚实的历史纵深。 本书的重点，将放在现代太阳能技术的飞速发展及其应用上。我们将详细解析那些闪耀着智慧光芒的太阳能电池板，它们是如何将看似平凡的阳光，转化为清洁高效的电能。我们会深入了解晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等主流技术的发展脉络，剖析它们的工作原理、材料构成、效率提升的奥秘，以及各自的优缺点和适用的场景。这部分内容将尽可能地做到详实而易懂，避免过度的技术术语，而是通过生动形象的比喻和类比，让非专业读者也能领略其中的精妙。 除了发电，太阳能的光热利用同样不容忽视。我们将探讨太阳能热水器如何在家居生活中扮演着重要角色，它们是如何通过集热器收集阳光的热量，为我们提供源源不断的温水。更进一步，我们将目光投向工业领域，了解太阳能热发电技术，如何利用大规模的反射镜阵列，将阳光聚焦，产生高温驱动蒸汽轮机发电，为城市和工业园区提供清洁能源。 《Got Sun? Go Solar》不仅仅是关于技术本身，它更关注技术背后的意义和价值。在气候变化日益严峻的当下，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，其重要性不言而喻。本书将深入探讨太阳能发电对减少碳排放、改善空气质量、应对全球气候变暖的积极作用。我们也将分析太阳能与其他可再生能源（如风能、水能）的协同效应，构建一个更加绿色、可持续的能源未来。 此外，本书还将触及太阳能应用的各个层面，从个人家庭的光伏发电系统，到大型太阳能发电站的建设；从智能电网与太阳能的结合，到太阳能驱动的交通工具和便携式电子设备。我们将展示太阳能如何渗透到我们生活的方方面面，并不断拓展其应用的边界。 当然，任何技术的发展都不会一帆风顺。《Got Sun? Go Solar》也会坦诚地讨论太阳能技术面临的挑战。例如，太阳能发电的间歇性问题，如何通过储能技术（如电池储能、抽水蓄能）来解决？太阳能电池板的生产和回收过程中可能产生的环境影响，又该如何应对？太阳能产业的经济性和政策支持，以及其在全球能源市场中的竞争地位，这些现实的问题，都将在本书中有深入的探讨。 第一章：太阳的馈赠：回溯历史，感知能量的起源 在人类文明的漫漫长河中，太阳一直是超越一切的能量源泉。古往今来，无数文明都以不同的方式，试图理解和利用这颗恒星的强大力量。本章将带领读者回到历史的长河，一同追溯人类与太阳能的不解之缘。 我们从最古老的利用方式开始。想象一下，在遥远的史前时代，人类是如何在日出时分，找到向阳的山坡，享受着自然带来的温暖；如何在正午时分，利用阴影来辨别方向。虽然这些并非严格意义上的“技术”，但它们却是人类最本能的对太阳能量的感知和利用。 随着文明的进步，人类开始有了更具象的探索。在古埃及，生活在尼罗河畔的人们，早已懂得利用太阳能来烘干衣物，制作食物。考古学家发现的古埃及壁画中，就描绘了他们使用简单的聚光设备来生火的场景，这或许是我们已知最早的太阳能“设备”雏形。 古希腊和古罗马的智慧，也体现在对太阳的利用上。阿基米德，这位伟大的数学家和发明家，据说曾利用巨大的反射镜阵列，点燃了罗马人的战船。尽管这一事件的真实性至今仍有争论，但它无疑激发了人们对利用反射原理来聚焦阳光的想象。同时，古罗马人也建造了宏伟的公共浴场，其中很多都巧妙地设计了天窗和朝阳的方位，以便在冬季也能最大程度地吸收太阳热量。 中国的古代文明，同样对太阳能量有着深刻的认识。精巧的日晷，便是古人利用太阳影子来测量时间的杰出创造。虽然它主要用于计时，但其背后的原理，是对太阳运动规律的精确把握，也是对太阳光能量的一种间接利用。 进入中世纪，虽然欧洲的科学发展相对缓慢，但一些修道院和农场中，依然可以看到简易的太阳灶和太阳能加热装置的身影，用于烹饪和取暖。 到了近代，随着科学革命的到来，人们对太阳能的理解进入了新的阶段。18世纪的科学家们，开始研究光的热效应，例如瑞士的物理学家奥拉·索莱尔（Horace-Bénédict de Saussure）发明了“太阳能收集器”，能够将阳光的热量储存起来。 19世纪，对光电效应的研究逐渐兴起。法国物理学家亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔（Edmond Becquerel）在1839年发现了光伏效应，即某些材料在光照下会产生电压。这一发现，为后来的太阳能电池研发奠定了理论基础。 20世纪初，爱因斯坦对光电效应的解释，为人类进一步理解光子的能量和光伏效应提供了关键性的理论支持。随后的几十年里，科学家们不断尝试制造出能够更有效地将光能转化为电能的设备。贝尔实验室在1954年成功研制出第一个实用型的硅太阳能电池，其转换效率虽然不高，但标志着太阳能发电进入了一个全新的时代。 从最初的本能感知，到智慧的巧妙运用，再到科学的系统研究，人类对太阳能的探索，是一部跨越千年、不断进化的史诗。本书的第一章，正是为了让我们在踏入现代太阳能技术的殿堂之前，先对这份古老而又充满潜力的能量，有一个深刻的、历史的认识。它告诉我们，太阳能并非一项横空出世的新技术，而是人类对自然界馈赠的长期探索与积累的结晶。 第二章：阳光变电：现代太阳能电池的奥秘 当我们将目光从历史的长河中拉回到当下，现代太阳能电池的惊人发展，无疑是本书最为核心的篇章之一。它们是如何将普照大地的阳光，转化为我们日常生活中不可或缺的电能？本章将为您揭开现代太阳能电池的神秘面纱。 我们首先要认识的核心技术——光伏效应（Photovoltaic Effect）。简单来说，光伏效应是指当光子照射到某些半导体材料上时，会激发材料中的电子，使其获得能量并能够自由移动，从而产生电流。这个过程可以想象成，阳光是“小推手”，它推动着材料中的“小球”（电子），让它们开始“跑动”，当足够多的小球一起跑动时，就形成了“车流”（电流）。 在众多半导体材料中，硅（Silicon）是目前制造太阳能电池最主要的材料。为什么是硅？原因在于它在地壳中的含量丰富，价格相对较低，并且具有良好的半导体特性。然而，纯净的硅晶体本身并不能直接产生强大的光伏效应，我们需要对其进行“掺杂”（Doping），也就是在硅晶体中加入少量的其他元素，来改变其导电性能。 根据掺杂的不同，我们可以得到两种类型的硅： N型硅（N-type Silicon）：在硅中掺入五价元素（如磷），使得硅晶体中存在过量的自由电子，这些电子带有负电荷，故称N型。 P型硅（P-type Silicon）：在硅中掺入三价元素（如硼），使得硅晶体中存在“空穴”（Holes），空穴可以看作是缺少电子的位置，带有正电荷，故称P型。 当我们将N型硅和P型硅紧密接触在一起时，就会形成一个PN结（PN Junction）。在PN结的界面处，N型硅的自由电子会向P型硅扩散，填充P型硅的空穴，而P型硅的空穴则会向N型硅扩散。这个过程会在PN结的界面形成一个“耗尽区”，并产生一个内建电场。这个电场就像一个单向的“通道”，能够引导电子朝一个方向流动。 当光子照射到PN结上时，如果光子的能量足够大，它就可以将硅原子中的电子“打”出来，形成一对“电子-空穴对”。这些新产生的电子和空穴，会在PN结内建电场的作用下被分开。电子会被驱赶到N型区域，而空穴则被驱赶到P型区域。这样一来，N型区域就会积累过多的负电荷，P型区域则积累过多的正电荷，从而在PN结的两侧形成一个电势差，也就是电压。 如果我们用金属导线将N型区域和P型区域连接起来，电子就会在外电路中流动，形成电流。这就是太阳能电池产生电能的基本原理。 晶体硅太阳能电池 是目前市场上最常见、最成熟的太阳能电池类型。它们又可以细分为： 单晶硅太阳能电池（Monocrystalline Silicon Solar Cells）：由一整块高纯度硅晶体生长而成，晶体结构规整，电子迁移率高，因此效率最高，通常在18%-24%之间。外观呈现深黑色，边缘呈圆角。 多晶硅太阳能电池（Polycrystalline Silicon Solar Cells）：由多块硅晶体熔融再结晶而成，晶体结构相对复杂，效率略低于单晶硅，通常在16%-20%之间。外观呈现蓝色，有明显的晶界纹理。 除了晶体硅太阳能电池，薄膜太阳能电池（Thin-film Solar Cells） 也是一个重要的分支，它们使用更少的半导体材料，能够沉积在柔性基底上，具有更广泛的应用前景。主要的薄膜太阳能电池技术包括： 非晶硅太阳能电池（Amorphous Silicon Solar Cells, a-Si）：用非晶态的硅沉积在基底上，材料利用率高，成本较低，但效率较低，且在长期光照下会发生“光致衰退”现象。 碲化镉太阳能电池（Cadmium Telluride Solar Cells, CdTe）：一种第二代薄膜技术，效率较高，成本较低，但镉具有一定的毒性，回收处理是需要考虑的问题。 铜铟镓硒太阳能电池（Copper Indium Gallium Selenide Solar Cells, CIGS）：一种具有较高效率和良好稳定性的薄膜技术，可以沉积在柔性基底上。 钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）：这是近年来发展迅猛的新型太阳能电池技术，具有高效、低成本、柔性化等潜力，但其稳定性和长期寿命仍是需要解决的挑战。 太阳能电池的性能指标 主要包括： 转换效率（Conversion Efficiency）：指太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能的百分比。这是衡量太阳能电池性能最关键的指标。 开路电压（Open-Circuit Voltage, Voc）：当太阳能电池不连接负载时，两端的最大电压。 短路电流（Short-Circuit Current, Isc）：当太阳能电池两端短路时，流过的最大电流。 填充因子（Fill Factor, FF）：最大功率点工作时的电压和电流乘积与开路电压和短路电流乘积之比，反映了电池的内阻大小。 峰值功率（Peak Power, Pmax）：在标准测试条件（STC）下，太阳能电池输出的最大功率，通常用瓦特（W）表示。 《Got Sun? Go Solar》将以详实但易懂的方式，深入解析这些技术细节，让读者理解我们头顶上的这些“发电板”是如何工作的，它们是如何不断进步，以及未来可能的发展方向。我们也将探讨影响太阳能电池性能的因素，如光照强度、温度、角度等，并介绍一些关键的辅助技术，例如反光层、钝化层、电极设计等，这些都共同构成了现代太阳能电池的复杂而精妙的体系。 第三章：光热利用：温暖、驱动与无限可能 除了将阳光转化为电能，太阳能的另一大应用领域，便是直接利用其热能。这种古老而又现代的技术，在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，并为工业生产提供了清洁的动力。本章将带您领略太阳能光热利用的丰富多彩的世界。 太阳能热水器 是最普及、最常见的太阳能光热利用设备。它们的工作原理相对简单，却能为我们的生活带来极大的便利。 平板型太阳能集热器（Flat-Plate Solar Collectors）：这是最常见的类型。它通常由一个集热板（通常是黑色涂层，以吸收更多的太阳辐射）、一个透明盖板（如玻璃，以减少热量散失）以及内部的集热管（用于流经水或传热介质）组成。当阳光照射到集热板上时，集热板被加热，并将热量传递给集热管内的流体，从而将水加热。 真空管型太阳能集热器（Evacuated Tube Solar Collectors）：这种集热器由一系列真空管组成。每个真空管内部都有一根吸热管，外层有一层真空层，真空层极大地减少了热量通过传导和对流散失。这种集热器在冬季或低温环境下，集热效率更高，因此也更受一些地区用户的青睐。 太阳能热水器的工作方式，可以是自然循环（Thermo-siphon），即热水因密度变小而自然上升，冷水因密度变大而下沉，形成一个连续的循环。也可以是强制循环（Forced Circulation），通过水泵驱动水流循环，这种方式可以更灵活地安装热水器，不受水箱位置的限制。 除了家用，太阳能光热技术在工业和商业领域的应用同样广泛而重要。 太阳能采暖和制冷：在一些气候适宜的地区，太阳能可以被用来直接为建筑物供暖，或者通过吸收式制冷循环，实现太阳能制冷。 太阳能驱动的工业过程：许多工业过程需要加热，例如食品加工、纺织印染、化工生产等。太阳能热发电技术，能够提供高温热源，替代传统的化石燃料，大大降低生产成本和环境污染。 太阳能热发电站（Concentrated Solar Power, CSP）：这是太阳能光热利用的宏大篇章。CSP技术的核心是将大量的阳光聚焦到一个集热点，产生极高的温度，然后利用这些高温来驱动蒸汽轮机发电。几种主要的CSP技术包括： 槽式抛物面集热器（Parabolic Trough Collectors）：利用抛物面形状的反射镜将阳光聚焦到位于焦点上的集热管，集热管内的传热介质被加热后，再用于发电。 塔式太阳能热发电（Solar Power Towers）：在地面上布置大量的定日镜（Heliostats），这些镜子能够跟踪太阳，并将阳光反射到位于中央高塔顶部的集热器上。集热器将传热介质加热到极高的温度，用于发电。 碟式斯特林发电（Dish Stirling Systems）：将抛物面碟式反射镜将阳光聚焦到一个斯特林发动机上，利用温差驱动发动机工作发电。这种技术更适合分布式发电，功率输出相对较小，但效率较高。 CSP技术的优势在于，它可以储存热能，当没有阳光的时候，例如夜晚或阴天，也可以通过储存的热量继续发电，这使得它成为一种可调度的清洁能源。 《Got Sun? Go Solar》将深入剖析这些光热利用技术的工作原理，分析它们的效率、成本、应用场景以及发展前景。我们也将探讨如何将太阳能光热技术与建筑设计相结合，打造更节能、更舒适的居住空间；如何将CSP技术与传统的能源系统融合，构建一个更加稳定、可靠的清洁能源网络。 这一章不仅展示了太阳能如何提供温暖，更展现了它如何驱动生产，如何为我们的社会提供强大的清洁动力，其潜力远超我们想象。 第四章：太阳能的未来：挑战、机遇与可持续发展 在本书即将收尾之际，我们不能回避太阳能技术发展中存在的挑战，更不能忽视其蕴藏的巨大机遇。本章将聚焦太阳能的未来，探讨其在可持续发展道路上的角色，以及我们如何更好地拥抱这场能源革命。 挑战与解决方案： 间歇性与波动性：太阳能发电受天气条件影响，具有间歇性和波动性。这是其大规模应用面临的最大挑战之一。 解决方案：储能技术是关键。 电池储能：锂离子电池、液流电池等正在快速发展，能够储存白天产生的多余电能，在夜间或用电高峰时释放。 抽水蓄能：利用电力将水抽到高处水库，在需要时放水发电。 熔盐储热：在CSP技术中，熔盐可以储存大量热能，用于持续发电。 氢能：利用电解水制氢，储存能量，并在需要时通过燃料电池发电。 土地占用：大型太阳能发电站需要占用大量土地，尤其是在人口密集地区。 解决方案： 分布式发电：将太阳能电池安装在屋顶、墙壁、车棚等现有建筑物表面。 农光互补：在农田上方架设太阳能电池板，实现农业生产与发电的双重效益。 水上光伏：在水库、湖泊等水体表面建设太阳能电站，减少土地占用，并能降低电站温度，提高发电效率。 BIPV（建筑一体化光伏）：将太阳能电池作为建筑材料的一部分，如光伏瓦、光伏玻璃等。 成本与经济性：虽然太阳能电池的成本在过去几十年里大幅下降，但初始投资仍然是许多家庭和企业的门槛。 解决方案： 技术创新：持续研发更高效率、更低成本的太阳能电池和生产工艺。 政策支持：政府的补贴、税收优惠、绿色电力证书等政策，能够有效降低投资风险，激励市场发展。 融资模式创新：如PPA（购电协议）、融资租赁等，让用户能够以更低的门槛享受太阳能。 生产与回收：太阳能电池的生产过程需要消耗能源和资源，其废弃物的回收处理也是一个长期挑战。 解决方案： 绿色制造：推广使用环保材料，优化生产工艺，减少能源消耗和污染物排放。 建立完善的回收体系：研发高效的太阳能电池回收技术，将有价值的材料重新利用，降低对环境的影响。 机遇与展望： 能源独立与安全：发展太阳能可以减少对化石燃料的依赖，提升国家的能源独立性和安全性。 创造就业与经济增长：太阳能产业的发展，将带动相关技术的研发、生产、安装、维护等环节，创造大量就业机会，促进经济增长。 减缓气候变化：太阳能作为一种清洁能源，是实现碳中和目标、应对气候变化的关键武器。 赋能偏远地区：在电力基础设施薄弱的偏远地区，太阳能系统可以提供可靠的电力供应，改善当地居民的生活水平。 技术融合与智能化：太阳能与智能电网、物联网、大数据等技术的融合，将催生更智能、更高效的能源管理系统。例如，AI可以预测太阳能发电量，优化电网调度，实现更精准的能源分配。 《Got Sun? Go Solar》的最后一章，旨在为读者勾勒一幅关于太阳能的宏大图景。它不仅仅是关于技术的进步，更是关于我们如何选择自己的能源未来。我们探讨了全球各国在太阳能发展上的不同策略和成就，分析了其在能源结构转型中的地位，并展望了个人、家庭、企业乃至整个社会，如何积极参与到这场由太阳驱动的绿色革命中。 这本书最终希望传递的是一种积极的态度：拥抱太阳，拥抱未来。当我们拥有充足的阳光，我们不仅仅拥有能量，我们还拥有一个更清洁、更可持续、更美好的世界。 结语 《Got Sun? Go Solar》并非一本终结性的著作，它更像是一扇开启的门，引领读者进入一个充满无限可能的世界。太阳能的征程远未结束，技术的创新仍在继续，应用的场景还在不断拓展。希望本书能够激发您对太阳能的兴趣，加深您对其价值的认识，并鼓励您在未来的生活中，做出更明智、更可持续的能源选择。 因为，当我们仰望星空，看到那颗璀璨的太阳，我们知道，它不仅是宇宙中的一员，更是我们地球上，最珍贵、最可靠的能量源泉。而我们，拥有阳光，也理应拥抱它的馈赠。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆