直接照射的阳光亮度效能约有每瓦特93流明的辐射通量，其中包括红外线、可见光和紫外线。明亮的阳光对地球表面上每平方米提供的照度大约是100,000勒克司或流明。
自然界中物质的不同灰度等级，是从白色到黑色之间的过度变化也是物质分子间的不同化学组合。在自然光的光谱中包含了很多不同频率的射线成分（紫外到红外），白色物体对光线吸收的很少，而黑色物质会将大部分光线吸收，尤其是光谱中紫外线的吸收概率非常高。物质的颜色越深，光能的热转换效率就越高，自然光强度越大，物质的光能转换值也就越大。这里有一个最关键性的问题，那就是太阳的光辐射能。
光谱图
太阳光能的利用主要通过两种转化，一是将光能转为热能，一是通过光合作用将光能转成化学能。
光合作用示意图
在物理学中，我们了解到了自然光是由不同频率电磁波组成的综合光谱，平时我们看到的只是单一的白色光。而且，光也是电磁波的一种，当物质中的电子在电磁场力的作用下就会形成力学结构变化。因黑色物质的电子非常活跃，在低能级磁场力（一般光强度）的作用下就可产生跃迁运动，这个运动过程也是原子核外层电子的能量转换过程，当核外电子受能激发跃迁时会释放出大量的热能，这就是我们平时所说的太阳能集热原理。
阳光是光合作用的关键因素，对于地球上的生命至关重要。光合作用的实质是把氧气和水转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。
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瓦特
詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日 — 1819年8月19日）是英国著名的发明家，是工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。
流明
所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺（1 米）以外的所显现出的亮度。一个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明，因此可以发出400流明的光.。40瓦的白炽灯220伏时，光通量为340流明。光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是流明，也叫明亮度。
勒克司
勒克司(lux,lx)照度(Illuminance)的单位。等于1流明(lumen)的光通量(Luminous flux)均匀照在1平方米表面上所产生的照度。适宜于阅读和缝纫等的照度约为60勒克司。
5．中国的太阳能利用情况
中国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，其中西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333 KWh/㎡ （日辐射量6.4KWh/㎡ ），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
撒哈拉沙漠
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。
一类地区为中国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
青藏高原
二类地区为中国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区为中国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850 MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
新疆北部
四类地区是中国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。
五类地区主要包括四川、贵州两省，是中国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350～4200 MJ/㎡，相当于日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。
四川峨眉山
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。中国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。
目前，我国已成为世界最大的太阳能集热器制造中心，集热器推广面积累计达到9000多万平方米，占世界总量的60%，覆盖4000万家庭约1．5亿人口。我国太阳能利用技术主要有太阳能热电、太阳能热水、太阳能光伏电池（太阳能电池）三大技术。太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，主要用于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。截至目前，我国累计总投资40多亿元人民币，用于可再生能源计划和国家送电到乡工程，为内蒙古、甘肃、新疆、西藏、青海和四川等省、自治区共16万无电户解决了用电问题。目前，我国巳安装光伏电站约5万千瓦，主要为边远地区居民供电。在推进太阳能光伏电站建设的同时，我国的太阳能热水技术也有了很大进展，城市居民购买太阳能热水器的数量逐年增加，西部部分省市政府制作了太阳能灶，并全部免费发放给干旱山区的农牧民，使农牧民用上了太阳能灶。
2007年8月，国家发改委发布了《可再生资源中长期发展规划》，规划提出，到2010年中国可再生能源年利用量将达到2.7亿吨标准煤。其中，太阳能发电达到30万千瓦；太阳能热水器总集热面积达到1.5亿平方米。从2010年到2020年，中国可再生能源将有更大地发展。其中，太阳能发电达到180万千瓦。太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米。
牧民在使用太阳灶
此外，我国积极推动太阳能的政策和计划还有：2005年9月，上海市政府公布“上海开发利用太阳能行动计划”。2006年6月，中国成立风能太阳能资源评估中心。2009年3月23日，财政部印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。2011年《十二五新能源规划纲要》。
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撒哈拉沙漠
撒哈拉沙漠约形成于二百五十万年前，乃世界第二大荒漠，仅次于南极洲，是世界最大的沙质荒漠。它位于非洲北部，气候条件非常恶劣，是地球上最不适合生物生存的地方之一。其总面积约容得下整个美国本土。“撒哈拉”是阿拉伯语的音译，源自当地游牧民族图阿雷格人的语言，原意即为“沙漠”。
6．世界各国的太阳能开发状况
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6%的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
据《中国工业报》报道，1999年欧盟启动“可再生能源起飞运动”，其中在太阳能领域计划投资100亿欧元。具体内容为在欧盟内部市场安装65万个光电系统，在发展中国家安装35万个光电系统；2005年安装太阳能集热器要达到1500万平方米，重点是生产家用热水、集体太阳能大系统、采暖、城市采暖、空调和工业采暖等五个方面。
太阳能发电厂鸟瞰图
1999年德国新可再生能源法实施之后，大大推动了太阳能产业的发展。2004年德国新装置了10万台新的太阳能设备并首次超过日本，居世界第一位。德国去年太阳能产业的总产值达到20亿欧元，比前年增长60％。
德国的太阳能应用
日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。90年代初以来，日本在太阳能光伏发电方面取得了巨大的成功，通过推行可再生能源配额法和实行强补贴等政策，日本已经成为世界光伏发电的先导。近五年来日本居民光伏屋顶系统年增长率为96.7%，成为目前世界上光伏发电最大的市场。
日本的太阳能发电
1973年美国制定了政府级阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4％。1997年美国宣布“百万屋顶光伏计划”，到2010年将安装1000～3000兆瓦太阳电池。
美国的太阳能发电厂
从20世纪80年代起，印度政府就为可再生能源开发计划提供资金，最初的工作重点是太阳能和风能的生产与商品化，同时对一些可能的未来能源展开研究。印度是世界上最大的太阳能电池模板制造国之一。在印度，太阳能发电应用于不同领域，总容量达到62兆瓦约105万个光伏太阳能系统和电站；此外，还出口了总容量为48兆瓦的光伏太阳能产品。在非常规能源的光伏太阳能项目中，印度共安装了价值约82万卢比的系统--总容量约29兆瓦，其中包括509894万个太阳能灯、256673个家庭照明系统、47969万个街道照明系统和5000个水泵系统。全国约有3600个偏远的村庄和部落已经通过光伏太阳能系统和电站获得供电。
印度农村的太阳能应用
俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大下降，在北高加索地区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暖。
90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
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欧盟
欧洲联盟（英文：European Union；法文：Union européenne），简称欧盟（EU），总部设在比利时首都布鲁塞尔，是由欧洲共同体（European Community，又称欧洲共同市场）发展而来的，主要经历了三个阶段：荷卢比三国经济联盟、欧洲共同体、欧盟。其实是一个集政治实体和经济实体于一身、在世界上具有重要影响的区域一体化组织。1991年12月，欧洲共同体马斯特里赫特首脑会议通过《欧洲联盟条约》，通称《马斯特里赫特条约》（简称《马约》）。1993年11月1日，《马约》正式生效，欧盟正式诞生。