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什麼是太陽能

Ｑ1. 什麼是綠能？

綠能，就是綠色能源，又稱為清潔能源，能量獲取來源不會造成污染，對環境是零威脅，對環境友善性，可再生性、永續性，又屬於永續能源。綠能可分為狹義和廣義的定義。嚴格來說綠能又稱為再生能源（又稱可再生能源)，如太陽能、風能、水能、海洋能（潮汐）、地熱能和生質能源、生質燃料等，再生能源消耗後可以再生循環，產生的污染量少、環境永續性高。

Q2. 為什麼需要再生能源？

人類很早就能利用再生能源，像是帆船、風車、水車、水閘門等，十八世紀美國富蘭克林發現電之後，水壩/水電站成為最主要的再生能源；上世紀70年代的石油危機，我們開始思考各種節能以及替代能源的技術；因應石油開採終將枯竭，我們開始研究各種新能源技術；近年由於全球暖化升溫造成生態浩劫的危機迫在眉睫，我們不得不全心力投入再生能源的開發，人們對於再生能源的距離也不再感到遙遠。

Q3. 什麼是太陽能？

太陽由氫與氦的核融合（核融聚）產生大量熱能，核心溫度高達1,400萬度，表面也近6,000度（5800K）高溫，在已知的45.67億年間，不斷地向太空釋放光和熱（輻射）。

廣義的太陽能提供地球萬物的生長，包括維持地表氣候溫度、地表湖泊、河流、海洋的水循環、植物的光合作用；狹義的太陽能是指我們人類通過一些機電裝置，直接或間接將接收到的太陽輻射轉換為熱能或電能，小到太陽能手錶、計算機、熱水器、大到太陽能發電廠、或是人造衛星的太陽能板。

Q4. 常見的太陽能發電系統有哪些？

目前主要的太陽能發電有兩種形式，一是光伏能發電（Photovoltaic Effect），也就是我們常說的太陽能電池發電；另一個是聚光太陽能熱發電（或稱聚焦型太陽能熱發電，Concentrated solar power，縮寫：CSP）。

光伏能發電，指光電半導體材料（通常為矽晶半導體）照射陽光，產生光生伏打效應，導致半導體矽晶兩層物料（一邊正極Ｐ、一邊負極Ｎ）之間產生的電場便會推動電子移動，產生直流電。通常光度越強，電流便越大。

聚光太陽能熱發電是一個集熱式的太陽能發電廠的發電系統，主要是通過反射鏡或透鏡，把陽光聚焦在一條線或一點上，由光熱轉換原理令太陽能換化，產生的熱能可用於製造高壓水蒸汽，以推動渦輪機發電。在陽光充沛的地區，太陽能熱電站更可供應大量的電力。

Q5. 光伏效應太陽能發電的原理是什麼？

光伏能發電（Photovoltaic Effect），藉由陽光熱輻射照射，透過釋放電子（負極粒子）的半導體物料來產生電能。所有光伏電池都有最少兩層半導體（通常是矽晶）， 一邊正極（Ｐ）一邊負極（Ｎ）。當光照射到半導體，兩層物料之間產生的電場便會推動電子移動，產生直流電。

以ＰＮ二極矽晶太陽能發電板為例，當矽晶受到太陽照射之一定輻射量時，Ｎ極會游離出負電子，經由迴路流向Ｐ極，ＰＮ二極即會產生電位差，此為電壓，這就是最簡單的太陽能板的發電原理。

Ｑ6. 為什麼在眾多綠能產業中，選擇太陽能發電？

太陽能發電相較其它綠色能源，由於可以小型化，應用層面廣，可以很容易走入一般來說家庭，且由於技術已經成熟，價格來說市場面已具經濟規模；太陽能發電2019年全球產值達2,056億美元，且近年來持續年增超過20%高速成長，是所有綠能產業中表現最好的。

PS. 常見的太陽能發電系統專有名詞中英對照