新能源科普专题
您当前的位置:网站首页 >> 新能源科普专题 >> 科普文章

太阳能系列(一)——太阳与太阳辐射

发布人: 来源:网络 时间:2011/4/9 点击:6303

     太阳作为太阳系唯一的一颗恒星,是地球生命诞生和存在不可或缺的条件之一,可以说是最根本的前提。
    太阳是距离地球最近的一颗恒星,为一个炽热的气态球体,直径约为1.392×109m,相当于地球直径的109倍,体积为1.412×1027m3,为地球体积的130万倍,质量为1.989×1030kg,大约是地球质量的33万倍,由此我们可以算出太阳平均密度大约只有地球平均密度的1/4。
    组成太阳的主要气体为氢和氦,太阳内部每时每刻都进行着将4个氢核聚变成1个氦核的热核反应,由于每秒钟有亿万个氢核在发生聚变,这一能量及其巨大,因此太阳内部温度高达8×106~2×107K,压力高达3×1016Pa。

                  

太阳的内部主要可以分为三层:核心区、辐射区和对流区,其外是我们平时见到的耀眼的光亮部分,称为光球,光球外表面是透明的太阳大气,也称色变层,色变层外是色球层。日冕是太阳大气的最外层。

太阳看起来很平静,实际上无时无刻不在发生剧烈的活动,如太阳黑子、耀斑和日珥等。

                   

    太阳是一个由多层组成,且温度和辐射波长不同的复杂辐射体,但在实际太阳能利用的计算中,常常把太阳简化成一个温度为6000K的辐射黑体,即太阳辐射相当于温度为6000K的黑体的辐射。
    太阳每秒钟向外发射的能量约为3.74×1026J,功率高达3.74×1026W,相当于每秒钟燃烧1.28×1016t标准煤所放出的能量。尽管太阳所辐射出来的总能量中只有二十二亿分之一到达地球大气层上界,但其能量可不小,约为1.73×1017W,相当于1.73亿个百万千瓦级电厂发出的总功率。
    太阳辐射的能量主要集中在波长0.15-4微米之间。在这段波长范围内,又可分为三个主要区域,即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区,前者占太阳辐射总量的50%,后者占43%。紫外区只占能量的7%。在波长0.475微米的地方,太阳辐射的能力达到最高值。由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行,因此太阳与地球之间的距离不是一个常数,然而,由于日地间距离太大(平均距离为1.5 x 108km),所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用所谓 “太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时,在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。经过测定,国际学术界一致将“太阳常数”取为1357W/m2。

         

    太阳辐射进入地球大气层后,经过云层、空气和水汽等的反射、散射和吸收后强度显著减弱,辐射到地球的太阳热量中30%的热量反射回太空,20%热量被大气层吸收,50%通过大气层到达地面。也就是说,大概只剩下4亿分之一的太阳热量达到地面。但还是比目前人类每年所用的各种类型的能源总和还要大许多倍。

            

Copyright © 2010 乐山职业技术学院新能源工程系 Inc. All rights reserved.
系部地址:四川省乐山市  联系电话:0833-2273212  技术支持:友邦网络科技