1.3 太阳能利用的基本方式

太阳能利用的基本方式有以下四大类。

1．光热利用

光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前，使用最多的太阳能收集装置主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器三种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，把太阳能光热利用分为低温利用（＜200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（＞800℃）。目前，低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

2．太阳能发电

利用太阳能发电的方式有多种，目前已使用的主要有以下两种。

1）光—热—电转换，即太阳能光热发电，是利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

2）光—电转换，即太阳能光伏发电。其基本原理是利用内光电效应将太阳辐射能直接转换为电能。它的基本装置是太阳电池。太阳能光伏发电以太阳电池作为电源对外发电。

内光电效应为：当半导体的表面受到太阳光照射时，如果其中有些光子的能量大于或等于半导体的禁带宽度，就能使电子挣脱原子核的束缚，在半导体中产生大量的电子-空穴对，这种现象称为内光电效应（原子把电子打出金属的现象是外光电效应）。

太阳能光伏发电原理为：太阳光照在半导体PN结上，由于内光电效应形成新的空穴-电子对，在PN结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

3．光化学利用

光化学利用是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。

4．光生物利用

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质能的过程，目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和藻类。