只会思考的傻子
太阳对于太阳系来说是非常大的，从质量角度来说，太阳占整个太阳系质量的99.86%，而其他的行星加起来才这一点点，如果是单算地球那就更少了。
太阳风影响范围可以到达几百亿千米之外，我们的地球每天也在接受太阳风的洗。那么既然太阳这么巨大，内部核聚变反应可以持续数十亿年，人类为什么还感觉不够呢？
其实是因为人类对太阳的利用率根本不够，甚至可以说完全没有利用，太阳的能量都在广大的太阳系中消散了……从2001年以来第一次人类对于太阳能的利用率在逐年增高，大约有40%，听这个数字好像很大，但是这其实都不到太阳辐射能的亿分之一……因为地球太小了。
要说起太阳利用率，全球植物做的都要比人类优秀的多的多，到达地球的太阳光，有90%都被植物利用做光合作用了，其他一点也要分给大地，大气层吸收等等，人类对于 太阳的利用实在是太少了。换句话说就是整个生物圈的利用率，要比人类的利用率多的多。
虽然对太阳利用的很少，但是人类就喜欢够手边的能源，比如说化石能源等等，人类对于化石能源的利用可是谁都比不了的。现在化石能源非常紧缺，太阳方面的辐射能和光能对于人类来说是不会少的，而是我们现在科学技术还不会利用
宇宙与科学
没错，根据能量守恒定律，太阳每秒通过氢核聚变释放400万吨氢能量，约有2.86×10²⁴瓦。如果人类能全部利用，最低能用25万年。但地球接收到的仅有1/22亿不到，人类加以利用的只有1.3×10¹⁷瓦，也就是400万吨煤燃烧的能量。
太阳能量如此巨大，人类能利用的却如此微小，就像地球上所有的水，人类只喝到了5、6滴。这让太阳能几乎全都白白浪费了，人类大部分的应用能源都取自地球蕴藏的石油、天然气、煤…
但200多年前的工业革命，人类文明得以迅速发展的同时，地球的资源也被人类开采得濒临枯竭，并且地球环境恶化严重。专家预估地球资源还能让人类挥霍200～500年。
地球资源如此有限，而源源不断的太阳能又得不到科学利用，科学家只得潜心研究核能，最近几年也在努力开发可控核聚变，以为人类发展提供足够的清洁能源，对地球环境也不会形成污染。
另外，随着人类文明逐渐进步，科学家也在考虑制造出包裹太阳的戴森球，高效吸收太阳释放的能源，实现人类文明的跨越。
虽然戴森球制造工程浩大，但在科学家不断努力下，相信那一天为时不远。
弄潮科学
地球时刻都在吸收太阳的能量，那么根据能量守恒定律，为什么地球上的能源稀缺呢？
太阳能可能是地球上最丰富的资源之一，假如人类能实现高效利用和储存电能的话，那太阳可以完美的解决人类的暂时能源问题！为何是暂时？我们来简单分析下。
一、太阳的辐射功率有多大？
太阳向宇宙空间辐射的总功率达到了3.8×10^26W，1.5亿千米外，半径达到了6370KM的地球获得的获得的总功率达1.7×10^17 W，地球上获得辐射功率约为1.4KW/平方米（中午、赤道地区）！当然这个平方米需要注意下，是朝向太阳垂直面积，因此和时间与纬度有很大的关系！
全球辐射量示意图，很明显赤道地区比较强，而两极明显降低，而差异非常大！
辐射的吸收与反射示意图，有很大一部分会重新反射回宇宙！
二、我们需要多少太阳能电池才能满足要求？
2017年，中国用电量为63077亿千瓦时，这需要1542979452平方米100%转换效率的太阳能电池每天8小时发电！但实际情况比较惨：
1、如果效率只有20%，商业运行已经很高了，那么将变成7714897260平方米
2、如果只能发电4小时，那么将变成：15429794520平方米
3、如果全年只有一半的好天气，那么是：30859589041平方米
合计需要：30859.6平方千米的太阳能电池阵列！
总计需要：175.67千米边长的太阳能电池阵列！
我国辐射功率示意图，能满足1.4W以上的还是不多的，咋沿海地区还因为天气原因大打折扣！
三、太阳能电池即可满足要求？
我们在计算太阳能电池的发电量时，只能计算8小时甚至更低，当然这原因很简单，因为太阳的并不是无时不刻都在的，夜间也阴天就无法有效使用太阳能，只能用太阳能的二次能源，比如天然气或者水电煤电潮汐电站等！因此必须还要有一套大功率的储能设备，以备在夜间和阴天时提供电能！
1、抽水蓄能型
2、电池蓄能型
3、压缩空气或者飞轮蓄能型
4、电解水蓄能型
......
无论哪种都无法完美解决太阳能这个不均匀的问题！
四、空间太阳能电站？
这是完美解决大气反射、昼夜交替、阴雨天气等弊端的方案，但又跑出来一个大问题，即如何向地面传输？
1、微波传输？
2、激光传输？
但无论哪种都会在大气层中留下一个死亡通道，人类的航天器可以设置轨道避开，但鸟类却无法避免，比如在太阳能镜面聚焦阵列中心就是一个烤鸟场！
西班牙塞维利亚附近的集中太阳能发电厂！
但中心焦点附近是一个不折不扣的死亡区域！如果是空间太阳能电站，那么这个死亡区域将会更大，从天空一直到达地面，都鸟类一旦进入绝对不可能幸免！
五、地球能源稀缺吗？
其实地球能源一点都不稀缺，但收集与利用比较困难，比如太阳能就非常明显不能彻底解决问题，水电、风电、潮汐、火电与核裂变等都不能彻底解决，只有未来的核聚变才是真正的希望所在！近乎无限的聚变能是人类所渴求的，但实现也最难！当然在核聚变电站实现之前，我们唯一能做的就是将常规与核裂变能源利用到极致，万一核聚变需要很久以后才能实现呢？但人类的生存与发展却是刻不容缓的！
星辰大海路上的种花家
对于我们人类目前的科技水平来说，并不是所有能量都能利用的，而且低熵才是能量的价值。
地球每秒到底接受太阳多少能量？
太阳每秒总电磁辐射为3.827×10^26瓦，这个值也有一个名称，叫做光度值。
太阳常数为1367瓦，即地球上每平方米大约1367瓦特[1353(±21) W/m2(1976年, NASA)]，
按地球的截面积是127,400,000 平方公里来计算，可得出地球每秒从太阳接收约1.74×10^17焦耳能量，这个能量很大，是人类所需要能量的数千倍。
而大气层大约要反射34%的太阳光。
所以，到达地面的太阳能大约是每秒1.15×10^17焦耳。
而1945年美国在广岛和长崎丢下的原子弹释放能量大约为5.5×10^13焦，所以说地球每秒接收到太阳的能量相当于2091颗广岛原子弹。
虽然地球每秒要从太阳那吸收这么多的能量，但当地球温度升高后，地球还会以红外线的方式向外散热。
一般散发的热量与地球温度成正比，温度越高散发越多。当温度保持稳定时，基本上吸收的能量和散发的能量就相等了。
所以重要的不是能量的多少，而是有用能量的多少，处于低熵形式的能量才有用。
这里补一句：当大气中的二氧化碳增多后，一部分本来被地球散热出去的红外线，会又被反射回来，导致地球不容易散发热量，就这表现为我们常说的“温室效应”。
低熵的能量才有价值，而熵增却是不可逆的必然。
由于能量守恒，所以任何封闭系统内的能量总量是不变的，但是能量的有用价值是层层递减的。
比如，水坝后的水是一种有用能量，它会向下流动直到两边水位相同，而不会逆流向上。
再比如，一杯热水含有用能量，可以融化冰块使水达到一个中等的温度。
但你永远不会看到在能量总量不变的情况下，让一杯温水变成热水，再同时自行生成冰块。
所以，有用能量必须是不平衡的能量，这就是低熵能量的本质。
我们只能利用低熵的能量，而无用能量即高熵的能量无法被利用。
比如，马路上的行驶车辆的噪音、或放在地面上物体的势能、地球每天夜里向太空辐射的红外线，这些都是无用的高熵能量。我们无法利用它们做任何事。
而汽油和空气种含有用的低熵的能量，将它们混合在一起燃烧，就可以让汽车跑起来。从启动到行驶，再到停车，在这段路程中，总能量保持不变。
但是有用的化学能量转化成了没用且高熵的热量和噪音。
所以能量还在，只是无法像之前那样可供利用。在一个封闭系统里，能量从低熵到高熵的转变，是不可逆的，这就是热力学里的熵增定律。
当然整个地球对太阳能的利用率也相当低
除了主要以红外线方式散发到太空的无用能量，全球的植物对太阳光的利用率大约只有1%到5%，而人类现在最高效的太阳能技术，在实验室里才能超过50%，工业化利用一般最高在40%左右，而一般的光伏电池能达到20%到25%就很不错了。
不管怎么说，地球上所有生物对太阳光的直接利用都太少。而太阳能一般被转换为水势能（水循环）、风能（大气环流）等各种形式留存在地球上。
我们整个宇宙都被熵主宰，有一种命运叫“热寂”。
宇宙最低熵的能量是氢，恒星就是消耗氢，产生了次一级的能量：热辐射太阳能。
太阳给地球提供低熵易用的太阳能，其形式主要是可见光光子。
这些低熵的能量，在地球上通过各种各样的转换，被层层消耗，最后转变为高熵值的形式辐射掉，也就是红外线。
地球每接收到一个可见光光子，就会向太空辐射了约20个红外光子。
也就是说，虽然地球吸收和释放的能量平衡，但熵值升高了20倍。
事实上，目前太阳是我们有用能量的唯一来源，它是太阳系里寒冷黑暗的星空中唯一发光发热的恒星。
如果，一天整个星空是跟太阳一样的温度，我们的星球会接收到更多能量，但是地球会迅速平均化达到一个高熵的平衡状态。
所有温度和太阳一样，这样就不可能开车或生存，不是因为能量缺乏，而是因为所有能量平均后，就什么事都做不了。
在平衡状态下，所有能量都变成了没用的高熵能量，永远不会变化，也就永远没有运动，这就是宇宙毁灭的热寂说。
万物都化为了能量，然而却是能量平衡状态的的死寂。
当一切都变成高熵，时间的方向也会消失，时间变得没有意义。
想法捕手
从本质上来说，地球上的一切能量，其终极来源都是太阳，离开了太阳，地球上就没有了生命物质的基础。
植物进行光合作用需要阳光，植物通过光合作用制造糖类，通过光合作用制造氧气，我们食用的粮食的能量，就是来自于植物吸收的太阳能，地球上的化石能源，其最初也是来自于太阳能，古老的生物质在漫长的时间以及复杂的地质作用下形成了今天的化石能源。
太阳虽然说滋养了万物，但是太阳不是地球独有的，太阳系有那么多的天体，都需要太阳提供能量，尽管太阳每时每刻都在释放着巨大的能量，但是能够到达地球上的能量，微乎其微，况且地球本身还会反射绝大部分太阳能，所以说，能够被地球吸收利用的能量，是很少少的。要知道太阳和地球的距离足足有1.5亿公里，而地球的体积仅仅只有太阳的130万分之一，所以能够接收到的能量只是太阳每时每刻释放的能量的一小部分罢了。
人类对于太阳能的直接利用率，可以说是很低的，虽然广义上来说，地球每天接收到的太阳能量并不是一个小数目，准确点来说每天接收的能量相当于2.7亿颗广岛原子弹释放的能量，乍一看很多，其实很多都被浪费掉了，由于阳光同一时刻是照射在一个很广阔的区域，所以想要集中利用根本就是不可能的，再说了，地球本身也会释放能量，要不然太阳光一直照射下去，地球的温度早就升高了。有人看太阳能这么充足，为何不直接利用太阳能呢？这的确是一个不错的想法，但是实行起来不太现实。
这还不是因为用太阳能来发电耗资太巨大了，用太阳能所发的电带来的经济效益可能还不如制造太阳能电池组消耗的资金多。地球的大气层对于太阳能的损耗本身就是巨大的，跟核能发电比起来，太阳能发电效率简直是太低了。人类如果能够充分利用太阳能，将不会再有能源危机，未来人类如果能够制造戴森球，那么就有可能完全利用太阳能，人类甚至有可以利用太阳能进行星际旅行。
镜像科普
这个问题量子菌来回答。能量守恒定律当然没有问题，太阳向地球辐射的能量是巨大的，但人类能利用的能量却太少。就好像，地球上的水多的是，70%都是浩渺的海洋，但人类可利用的淡水资源还是不足，很多地方至今还缺乏健康安全的饮用水。
太阳这个恒星给予整个太阳系以能量，来自太阳内部的核聚变时时刻刻释放出巨大的能量，而我们地球距离太阳1.5亿公里，可以接收到太阳辐射能量的22亿分之一。这么大的能量哪里去了呢？
首先，地球吸收能量也会散发出能量，不然只有吸收的话，地球不停的吸收太阳能量，那么地球温度早升高了，不是现在这么宜居了。地球上吸收和散发的能量基本相当，所以除了白天黑夜和四季变化，平均温度大致不变，当然目前有温室效应，全球变暖。
其次，太阳光不是那么容易利用的，除了植物利用光合作用储存能量，人类直接利用太阳能的效率和成本还是太高了，太阳能电池目前效率在20%以上，但成本却一直居高不下。而通过太阳辐射来加热也是一种方式，但效率也比较低，早先流行的太阳能热水器，因为太不实用，现在使用的也越来越少了。
量子实验室
太阳虽然说滋养了地球万物，但它并不是地球万物的太阳，而是太阳系所有天体共同的太阳，尽管太阳每时每刻都把427万吨的氢元素核聚变掉然后用光和热释放出来，但地球太小了。
太阳和地球的距离足足有1.5亿公里，而地球又比太阳小130万倍，因此接收到的能量只是太阳总释放量的一小部分，准确的说地球每天接收的太阳能量相当于2.7亿颗广岛原子弹，只是看起来很多罢了，其实大部分都浪费掉了。
尽管目前能用太阳光发电，但太阳能的电太少了，和现代社会巨大的能源需求相比就是杯水车薪，因此太阳能从来都不是人类文明的主要能源，想要真正利用好太阳能的话只能将太阳能电池板放到太空然后无线输电到地球。
地球大气层对太阳光的影响太大了，未来的月球和太空城才是太阳能大显身手的地方，地球的能源危机只能靠可控核聚变来解决，半个世纪后可控核聚变发电站就能出现。
科学技术进步会让我们发现能源从来就没有稀缺过，宇宙中到处都是能源，只要技术足够发达我们甚至能用脉冲星发电，用黑洞处理各种垃圾。
宇宙探索未解之迷
1、任何天体都不能只吸收能量，而不辐射能量，地球也在大量的对外辐射能量。
宇宙间没有只吸收能量而不辐射能量的天体，有读者肯定想到了黑洞，黑洞的引力确实大到了能够吞噬所有东西，但黑洞一直在向外辐射着能量，这个理论最早是霍金提出来的，霍金认为黑洞并不是只进不出，后来被认为是正确的，其实想想也知道，如果只进不出，黑洞早晚会爆炸。
地球也是一样的，地球并不是单纯的吸收能量，也会辐射能量。这样才能保持平衡。
来看一组数据：太阳每秒总电磁辐射为3.827×10^26瓦，地球每秒从太阳获得的辐射是1.74×10^17焦。
地球表面有约71%面积是海洋，还有厚厚的大气层，有约38%的能量被反射，其余地球通过热辐射等形式保持了地球上能量的平衡。
2、能量多不等于可利用的能源多
太阳辐射到地球的能量，除了38%左右的能量被反射回宇宙，绝大部分能量又在晚上通过热辐射的形式返回宇宙了，这些能量都是无法利用的。还有很小的一部分植物会通过光合作用转化为植物的化学能，有的读者会想到太阳能发电，这仅仅只是特别特别微小的一部分。这两部分都是可能被利用的。
地球作为一个比较巨大的行星，自身也会储存少量能量，其实我们目前利用的大部分的能源就是来源于这部分，如煤、石油、天然气等。石油和煤都是经历数百万年甚至上亿年前才形成的，这些都是亿万年前储存起来的能量。
所以，形象的地说我们现在利用能源就是在啃老本，用一天少一天，能不珍贵吗？
今天的科普就到这里了，更多科普欢迎关注本号！
核先生科普
这个与能量守恒定律没关系
地球上的能源并不稀缺，而是我们人类太落后了，只能利用极少数的能源。
地球上都有哪些能源呢？
一、化石能源
亿万年前的动植物埋藏在地下，在高压下形成了石油、煤炭、天然气等可以直接燃烧的能源。人类利用能源的历史就是从火开始的，直到今天人类还没有摆脱对火的依赖。
燃烧化石能源对环境影响巨大，温室效应愈演愈烈
二、风能、水能、潮汐能、地热能
这些可再生能源存在于地球的各个角落，可以说我们时时刻刻都被巨大的能源所包围，但我们就是不知道怎么去用他们，现在建成的数量最多的是水力发电站。风力、潮汐发电站数量还很有限，这主要是由于这些能源都不稳定(风是最捉摸不定的，建设风力发电站耗资巨大)，现在还难以加以利用。
三、太阳能
如今，地球上每秒阳光的辐射量相当于500万吨煤。广义来说，风能，水能也属于太阳能。如果能将太阳在地球上的辐射能量全部利用，那么完全可以取缔高污染的化石能源。
未来人类若真能造出戴森球，那人类对太阳能的利用将是地球所接受辐射量的22亿倍。
四、核能
这恐怕是现存最巨大的能源，海水中的核聚变原料可谓取之不尽用之不竭，而且现在可控核聚变是很用可能在不远的未来实现的。到时人类完全可以摆脱化石能源，摆脱延续了几十万年的对火的依赖。地球环境将变得更加宜居，整个地球就会是一座森林公园。
......
所以，地球上能源并不稀缺，只是人类太落后。
仰望星空俯瞰世界
并不是地球的能源希望，而是人类所能利用的能源稀缺。
对于太阳能的利用
太阳传输给地球的功率为1.74×10¹⁷瓦，其中有大约一半的能量在穿过大气层时就被吸收掉了，剩余的一般会照射到的地球表面。
截止到2015年，人类使用能量的总功率是1.75×10¹³ 瓦
因此，其实人类对于太阳传输给地球的能量使用率仅仅为0.01%
所以，人类对于太阳能的使用效率是极其低，仅为万分之一的水平。如果太阳的照射到地球上的能源都能为人类所用，那一定不会出现能源稀缺的问题。
可控核聚变
而太阳之所以能量这么搞，是因为太阳的核心正在发生核聚变反应，通过自身引力和核聚变产生的向外压力形成的动态平衡，实现可控核聚变反应。实际上，太阳一百亿年一共能释放的能量达到1.12×10⁴⁴ 焦耳，功率达到3.828×10²⁶ 瓦特，而能被地球只分到一丢丢，大概只有20亿分之一，而人类所使用的能量则是这20亿分之一的万分之一。
因此，想要解决能源危机，其实最好的办法就是利用恒星产生能量的办法，也就是可控核聚变。现在各国都在相关领域投入大量的研究经费，其中就包括我们国家。
