第1章　太阳能是什么
　　太阳的诞生
　　从超新星爆炸到太阳系
　　人类生活的地球属于太阳系。太阳系中，包括地球在内共有8 颗行星，它们沿着椭圆形轨道围绕太阳运转。
　　大约46 亿年前， 银河系的一角发生了超新星爆炸。超新星爆炸指的是自身发光的恒星（太阳也是恒星之一）演化到晚期时发生的爆炸。爆炸发生后，周围漂浮的氢、氦等星际气体被吹散，后来这些气体又慢慢聚集，形成大的星云团。
　　星云团形成后，在引力作用下质量越聚越大，其中心就变成集聚了气体和能源的新恒星（太阳），而恒星周围的气体则慢慢形成了行星。
　　能源的聚集地太阳的构造
　　太阳是一个气体状的巨大恒星， 直径长约139万千米，其中氢约占74%、氦占25%， 除此之外还有氧、碳、铁等元素。太阳的质量约是地球的33 万倍，基本占了整个太阳系大部分的质量。受其巨大引力的影响，太阳的核心区（半径约为10 万千米）压力极大，温度高达1500 万℃。
　　核心层向外大约40万千米为辐射层， 辐射层以外为对流层。太阳表面叫作光球层， 日冕和日珥都由光球层发出。
　　太阳能是怎样产生的？
　　太阳能之源
　　若将物质细分，原子是一种使元素能保持其化学性质的最小单位。原子由原子核和核外电子构成。原子核由质子和中子构成的（氢元素的原子核只有一个质子，没有中子）。铀等拥有很多质子和中子的元素在吸收一个中子后会发生裂变，核能发电就是利用了裂变时发出的巨大能量。
　　另一方面，氢在超高压环境下，原子核之间会发生聚合， 经过几个阶段后变成氦，也会释放巨大能量。这种现象被称作核聚变。太阳的核心区因为引力作用呈现超高温、高压的状态， 所以4 个氢元素的原子核（质子）会聚变成1 个氦元素的原子核。这就是太阳能之源。
　　太阳能无限大
　　到达地球的太阳能
　　除了人类肉眼可以看到的太阳光（可见光）以外，太阳光里还包括紫外线、红外线、X 射线等。如果用表示电量的单位瓦（W※） 来表示能量，从太阳表面释放出的能量为惊人的3.8×1023千瓦，这股能量到达地球外的太空时只有其21.5 亿分之一， 也就是1.77×1014 千瓦。即使是这个数字，它也是目前地球上使用的全部能源的1.3 万倍。因此只要取其四十分之一就可以满足全世界一年的能源消耗量。
　　科学家认为太阳在60亿年后将会耗尽核心区的氢，之后太阳会变成一个巨大的红色星球，即红巨星。60 亿年对于人类来说无限遥远，所以在这期间，我们还可以充分利用太阳带给人类的能量。
　　地球上的能量流向
　　太阳能的恩惠
　　到达太空的太阳能（每平方米大约有1.4 千瓦※）中有30% 通过大气、尘埃、云层，以及地面上的雪、海面又反射回太空。剩下的70% 被包括大气和云层在内的地球吸收。在被吸收的太阳能中， 有51% 到达地表后提高了地面和海面温度，19% 提高了大气和云层的温度。被大海、陆地和大气吸收的太阳能则转换为温度较低的热（红外线） 反射回太空。
　　这种转换平衡维持了地球的温度。地球上几乎所有气象和生命现象都源于太阳能。这股巨大的太阳能量中的极少部分带来了降雨、大风和海浪，维系着地球上所有生物的生命。
　　孕育生命的太阳能
　　从灼热的星球到充满生命的星球
　　46 亿年前刚刚诞生的地球是一个高温、充满岩浆的星球，并且只有氢气和氦气。氢气和氦气扩散到太空中，地球上的大气成分渐渐发生变化。大气成分变成了火山喷发出的二氧化碳、少量的氮气和水蒸气。随着大气温度逐渐降低，水蒸气冷却后变成降雨， 形成了大海。大海中诞生了原始生命（约38 亿年前）。
　　约27 亿年前， 这些原始生命中开始出现光合作用的生物。这些生物吸收二氧化碳和水，将太阳光转换为自身生长所需能量的同时，释放出大量的氧气。经过漫长的时间，地球大气中的二氧化碳慢慢减少，就形成了现在的大气。
　　二氧化碳去哪儿了
　　科学家们认为原始地球的大气成分类似于现在的金星。金星上的大气大部分都是二氧化碳。那么，地球上那么多的二氧化碳都去哪儿了呢？
　　碳形成生物体，或者不断堆积成堆积物固定在地中或海底。这些地壳内的堆积物中最多的就是珊瑚、贝类、微生物等石灰岩。
　　本书第43 页将会讲到二氧化碳能够阻止热量向外层空间传播，形成“温室效应”。如果二氧化碳过多，全球将会变暖；如果二氧化碳过少，地球将会变成一颗冰冷的星球。地球之所以能保持现在的适温并且遍布绿色植被，得益于太阳和生物自身能力的相互作用。
　　充满奇迹的星球——地球
　　生活着多种生物的星球
　　无论从大小、构造还是组成物质看， 金星和火星都与地球非常相似。但是金星是灼热的星球， 温度高达460℃；而火星是寒冷的， 温度低至零下50 ℃。这两个星球都不适合生物生存， 只有地球上生活着各种生物。
　　为什么生物能够生活在地球上？ 这是因为地球上充满了生命所需的水，并且地球上的温度可以让水保持液体的状态。水可以拦截来自太空的有害宇宙射线和紫外线。在很早之前的漫长岁月中， 生物都在水中生活。但随着大气中氧气的增加， 地球上空形成了臭氧层， 能够阻挡宇宙射线和紫外线， 生物得以开始到陆地上生活。就这样， 各种各样的生物在地球上诞生了。专栏　为什么夏天热、冬天冷
　　地球围绕太阳转动的运动叫做公转，公转周期为一年。在公转的同时，地球还会以23 度的倾斜角自转，自转周期是一天。
　　在北半球，夏天时太阳位置高，日照时间长，所以地球能接收大量太阳能。而冬天时太阳位置低，日照时间短，地面接收的太阳能少，所以地表温度低。
　　这是地球上夏天热、冬天冷的最大原因。在春分和秋分时，白天和黑夜时间长短相同。南半球的四季与北半球正好相反。
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本书阅读方法
第1章　太阳能是什么
太阳的诞生
太阳能是怎样产生的？
太阳能无限大
地球上的能量流向
孕育生命的太阳能
充满奇迹的星球--地球
专栏　为什么夏天热、冬天冷

第2章　生活中的太阳能
本书阅读方法
太阳能的利用
太阳能发热
太阳能发电
屋顶上的发电站 住宅中的太阳光发电
巨大的能源！百万瓦级太阳能发电站
太阳能飞机·汽车
太阳能热发电
世界上的太阳热能发电站
太阳能的降温·干燥·净水·杀菌作用
专栏　今后的太阳能电池
重新认识能源
地球环境和能源
现在地球上的能源够用吗？
重复使用的可再生能源
可再生能源之源·太阳能
可再生能源的优缺点
太阳能的利用前景
连接世界的太阳能网
太空中的太阳光发电
建设充分利用可再生能源的社会
未来的太阳能城市
索引