電子學/歷史/第 4 章

頻譜

束功率

微波可用於遠距離傳輸能量，

第二次世界大戰後，人們進行了研究以檢驗這些可能性。美國國家航空航天局在 1970 年代和 1980 年代初期開展了研究，研究利用大型太陽能電池陣列的太陽能衛星 (SPS) 系統，透過微波將能量束射到地球表面。

範艾倫輻射帶

在太空時代之前，人們已經推測出存在輻射帶，而探險者 1 號於1 月 31 日，1958 年和探險者 3 號任務（由詹姆斯·範·艾倫博士領導）證實了該輻射帶的存在。被困的輻射最初是由探險者 4 號和先鋒 3 號繪製的。

調頻

在 1960 年代初，調頻廣播中加入了新技術，使其能夠進行調頻立體聲傳輸，其中調頻無線電訊號用於使用導頻音多路複用系統來傳送立體聲聲音。

超高頻

1949 年 12 月 29 日，康涅狄格州布里奇波特的 KC2XAK 成為第一個在常規每日時間表上執行的超高頻電視臺。

在英國，超高頻電視於 1964 年 BBC TWO 頻道開播時開始。BBC ONE 和 ITV 頻道隨後跟進，彩色電視於 1967 年至 1969 年間僅在超高頻頻道上推出。如今，所有英國地面電影片道（模擬和數字）都使用超高頻。

聯邦通訊委員會

聯邦通訊委員會 (FCC) 是美國政府的一個獨立機構，由國會法令建立、指導和授權。

聯邦通訊委員會由 1934 年的《通訊法》設立，接替了聯邦無線電委員會，負責監管所有非聯邦政府對無線電頻譜的使用（包括廣播和電視廣播），以及所有州際通訊（有線、衛星和電纜）以及所有起源或終止於美國的所有國際通訊。聯邦通訊委員會從州際商務委員會接管了有線通訊監管。聯邦通訊委員會的管轄範圍涵蓋 50 個州、哥倫比亞特區和美國屬地。

目錄 [顯示隱藏] 1 組織 2 歷史 2.1 關於連鎖廣播的報告 2.2 電視臺分配 3 監管權力 4 外部連結

組織聯邦通訊委員會由總統任命、參議院確認的五名委員領導，任期 5 年，除非是為了填補未滿的任期。總統指定其中一名委員擔任主席。只有三名委員可以是同一政黨成員。他們都不能在與委員會相關的任何業務中擁有財務利益。

作為委員會的執行長，主席將管理和行政職責委託給管理總監。委員監督所有聯邦通訊委員會活動，並將職責委託給工作人員單位和局。現任聯邦通訊委員會主席是邁克爾·鮑威爾，他是國務卿科林·鮑威爾的兒子。其他四位現任委員是凱瑟琳·阿伯內西、邁克爾·科普斯、凱文·馬丁和喬納森·阿德爾斯坦。

歷史關於連鎖廣播的報告 1940 年，聯邦通訊委員會發布了“關於連鎖廣播的報告”。該報告中的主要內容是 NBC 的拆分（見美國廣播公司），但還有另外兩個重要內容。一個是網路選擇時間，罪魁禍首是 CBS。該報告限制了網路每天廣播的時間，以及可以廣播的時間段。以前，網路可以要求附屬機構提供任何他們想要的時間。第二個涉及藝人經紀公司。網路充當藝人的經紀人和僱員，這是一種該報告糾正的利益衝突。

電視臺分配聯邦通訊委員會為電視分配了甚高頻 (VHF) 頻段，併為電視分配了 1-13 個頻道。這 13 個頻道只能容納全國 400 個電視臺，並且在 1940 年代初期，由於技術發展水平，無法容納彩色電視。因此，1944 年，CBS 建議將所有電視轉換為超高頻 (UHF) 頻段，這將解決頻率和彩色問題。CBS 的提議只有一個缺陷，就是所有人都不同意。1945 年和 1946 年，聯邦通訊委員會就 CBS 的計劃舉行了聽證會。RCA 表示 CBS 不會在 5-10 年內準備好其彩色系統。CBS 聲稱其彩色系統將在 1947 年中期準備好。CBS 還進行了演示，畫面質量很高。1946 年 10 月，RCA 推出了一種質量較差的彩色系統，該系統與現有的 VHF 黑白系統部分相容。1947 年 3 月，聯邦通訊委員會表示 CBS 還沒有準備好，並下令繼續使用現有的系統。RCA 保證其電子彩色系統將在五年內（1947 年）完全相容，並且需要介面卡才能在黑白電視機上觀看彩色節目。

1945 年，聯邦通訊委員會將調頻廣播遷移到更高的頻率。聯邦通訊委員會還允許調頻臺同時廣播調幅節目。儘管存在這兩個缺點，CBS 還是將賭注押在了調頻上，並放棄了一些電視應用。CBS 認為電視會根據其計劃遷移，因此延遲了遷移。不幸的是，對於 CBS 而言，調頻並非一個有利可圖的行業，而電視卻是。那一年，聯邦通訊委員會將電視臺之間在同一頻道上執行的最小距離設定為 150 英里。

1948 年，電視臺之間出現了干擾，因此聯邦通訊委員會凍結了新電視臺申請的處理流程。9 月 30 日，也就是凍結開始的那天，共有 22 個城市擁有 37 個電視臺，還有 86 個電視臺獲得了批准。另外還有 303 個申請被提交，但沒有得到批准。在所有已批准的電視臺建成之後，或者沒有建成，其分佈情況如下：紐約和洛杉磯各擁有 7 個電視臺；另外 24 個城市擁有兩個或更多電視臺；大多數城市只有一個電視臺，包括休斯頓、堪薩斯城、密爾沃基、匹茲堡和聖路易斯。在凍結期間，只有 64 個城市擁有電視，並且只有 108 個電視臺在執行。凍結最初僅為六個月，只是為了研究干擾問題。由於朝鮮戰爭爆發，凍結最終持續了三年半。在凍結期間，干擾問題得到了解決，聯邦通訊委員會就彩色電視和超高頻做出了決定。1950 年 10 月，聯邦通訊委員會首次做出了支援 CBS 彩色電視的決定。此前，RCA 做出的決定是在查爾斯·丹尼擔任主席期間做出的。他後來於 1947 年辭職，擔任 RCA 副總裁兼總法律顧問。該決定批准了 CBS 的機械旋轉輪彩色電視系統，現在可以使用 VHF 頻段，但仍與黑白電視機不相容。

RCA 擁有一種新的相容系統，據電視評論家稱，該系統的質量與 CBS 的系統相當，他們一直上訴至美國最高法院，並在 1951 年 5 月敗訴，但其法律訴訟確實成功地推翻了 CBS 的彩色電視系統，因為在法律訴訟期間，更多黑白電視機被售出。當 CBS 最終在 1951 年年中開始使用其彩色電視系統進行廣播時，大多數美國電視觀眾已經擁有與 CBS 彩色系統不相容的黑白接收器。1951 年 10 月，國家生產局下令 CBS 停止彩色電視的工作，據說這是為了幫助解決朝鮮局勢。該局由威廉·佩利的副手領導，威廉·佩利是 CBS 的負責人。

美國聯邦通訊委員會（FCC）在 1952 年初，在主席韋恩·科伊的領導下，釋出了第六份報告和命令。它設立了 70 個超高頻 (UHF) 頻道 (14-83)，提供了 1400 個新的潛在電臺。它還為教育預留了 242 個電臺，其中大部分位於超高頻頻段。委員會還增加了 220 個甚高頻 (VHF) 電臺。甚高頻被減少到 12 個頻道，其中頻道 1 被分配給其他用途，頻道 2-12 僅用於電視，以減少干擾。這結束了凍結。1953 年 3 月，眾議院州際與對外貿易委員會就彩色電視舉行了聽證會。美國無線電公司 (RCA) 和美國國家電視系統委員會 (NTSC) 提出了 RCA 系統。NTSC 包含了當時所有主要電視製造商。3 月 25 日，哥倫比亞廣播公司 (CBS) 總裁弗蘭克·斯坦頓承認，追求其彩色系統將“經濟上不智”，實際上，CBS 輸掉了這場競爭。

1953 年 12 月 17 日，美國聯邦通訊委員會推翻了其關於彩色的決定，批准了 RCA 系統。具有諷刺意味的是，彩色電視並沒有很好地銷售。在 1954 年的前六個月，僅售出了 8000 臺彩色電視機，而黑白電視機則售出了 2300 萬臺。西屋電氣公司進行了一次大規模的全國推廣，在全國售出了 30 臺彩色電視機。這些電視機體積龐大、價格昂貴，而且不包括超高頻。

問題在於，除非人們擁有超高頻調諧器，否則超高頻電臺不會成功，而除非有超高頻廣播公司，否則人們不會自願為超高頻調諧器付費。在 1952 年至 1959 年間開播的 165 個超高頻電臺中，有 55% 停播。在開播的超高頻電臺中，有 75% 虧損。超高頻面臨以下問題：(1) 與甚高頻電臺相比，超高頻電臺的技術劣勢；(2) 超高頻和甚高頻電臺在同一市場上的混合，以及數百萬臺僅支援甚高頻的接收機；(3) 對超高頻電視功能和需求的缺乏信心。關於取消混合（將一些城市設為僅支援甚高頻，而其他城市設為僅支援超高頻）的建議沒有被採納，因為大多數現有電視機不支援超高頻。最終，FCC 要求所有電視機都必須配備超高頻調諧器。然而，四十多年後，儘管有有線電視，超高頻仍然被認為比甚高頻差，而且甚高頻頻道的收視率通常高於超高頻頻道。

20 世紀 50 年代甚高頻和超高頻之間的分配以及超高頻調諧器的缺乏，與 50 年後數字電視面臨的高畫質電視困境完全類似。

監管權力美國聯邦通訊委員會擁有一個主要的監管武器，即吊銷執照，但除此之外，對廣播電臺幾乎沒有影響力。它不願這樣做，因為它在大多數數以萬計的電臺的執照三年一更新的資訊方面幾乎處於真空狀態。廣播執照應該在電臺滿足“公眾利益、便利或必要性”的情況下進行更新。美國聯邦通訊委員會很少進行檢查，除非有特殊原因，否則舉證責任將由投訴人承擔。不到 1% 的電臺續簽沒有立即獲得批准，而實際被拒絕的電臺只佔一小部分。

注意：美國國家電信和資訊管理局 (NTIA) 擁有類似的聯邦政府電信監管許可權。

來源：來自聯邦標準 1037C

另請參閱：媒體所有權集中、公平主義原則、頻率分配、開放頻譜

磁控管

在第二次世界大戰期間的雷達開發中，迫切需要一種微波發生器，能夠以更短的波長工作，大約 10 釐米，而不是當時發生器可提供的 150 釐米。1940 年，英國伯明翰大學的約翰·蘭德爾和哈里·布特製造了一個腔磁控管的原型，並很快設法將它的功率輸出提高了 100 倍。1941 年 8 月，第一批生產模型被運往美國。

調頻

調頻廣播是一種由埃德溫·霍華德·阿姆斯特朗發明的廣播技術，它使用頻率調製來提供高保真廣播無線電聲音。

W1XOJ 是第一個調頻廣播電臺，1937 年獲得 FCC 的建設許可證。1940 年 1 月 5 日，調頻廣播首次向 FCC 展示。1940 年，調頻廣播被分配到頻譜的 42 到 50 兆赫頻段。

第二次世界大戰後，FCC 於 1945 年 6 月 27 日將調頻廣播遷移到 88 到 106 兆赫之間的頻率，使得所有戰前調頻廣播失效。這一舉動嚴重打擊了公眾對調頻廣播的信心，並因此阻礙了調頻廣播的發展。1945 年 3 月 1 日，W47NV 開始在田納西州納什維爾運營，成為第一個現代商業調頻廣播電臺。

電視

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電視是一種用於在遠處廣播和接收活動影像和聲音的電信系統。這個詞已經涵蓋了電視節目和傳輸的所有方面。電視已經成為後現代文化的代名詞。電視是一個混合詞，來自希臘語和拉丁語。“Tele-” 是希臘語中的“遠”，而“-vision” 來自拉丁語“visio”，意思是“視覺”或“視力”。

目錄 [顯示/隱藏] 1 歷史 2 電視標準 3 電視寬高比 4 寬高比不相容性 5 新發展 6 電視機 7 廣告 8 美國網路 9 歐洲網路 10 口語名稱 11 相關條目 11.1 外部連結 11.2 另請參閱： 12 進一步閱讀 12.1 電視作為社會病原體、鴉片、大眾思想控制等

歷史保羅·戈特利布·尼普科夫在 1884 年提出並獲得了第一個機電電視系統的專利。

1908 年 6 月 18 日，A. A. 坎貝爾·斯溫頓在《自然》雜誌上發表了一封信，描述了使用卡爾·費迪南德·布勞恩發明的陰極射線管的電子電視概念。他在 1911 年就該主題作了演講，並展示了電路圖。

第一個半機械模擬電視系統由約翰·洛吉·貝爾德在 1924 年 2 月於倫敦展示，貝爾德在 1925 年 10 月 30 日展示了一張活動影像。第一個長距離公共電視廣播從華盛頓特區到紐約市，發生在 1927 年 4 月 7 日。展示的影像當時是商務部長赫伯特·胡佛。菲洛·泰勒·法恩斯沃思在 1927 年秋天展示了一個全電子系統。第一個模擬服務是 WGY，位於紐約州斯肯尼克塔迪，於 1928 年 5 月 11 日開始執行。第一個英國電視戲劇“嘴裡的花人”於 1930 年 7 月播出。CBS 的紐約市電臺於 1931 年 7 月 21 日在美國開始廣播第一個每週七天的常規電視節目。第一次廣播包括市長詹姆斯·J·沃克、凱特·史密斯和喬治·格什溫。第一個全電子電視服務由唐·李廣播公司在加州洛杉磯開始。他們的開播日期是 1931 年 12 月 23 日，電臺名為 W6XAO，後來改名為 KTSL。洛杉磯是美國唯一一個避免機械電視帶來的錯誤開端的城市。

1932 年，英國廣播公司 (BBC) 推出了使用貝爾德 30 行系統的服務，這些傳輸一直持續到 1935 年 9 月 11 日。1936 年 11 月 2 日，BBC 開始廣播雙系統服務，在馬可尼-愛米高解析度 (每影像 405 行) 服務和貝爾德從倫敦亞歷山德拉宮發出的改進後的 240 行標準之間每週輪流切換。六個月後，英國廣播公司決定馬可尼-愛米的電子影像提供了更優越的影像，並將其作為其標準。這項服務被稱為“世界上第一個定期高畫質公共電視服務”，因為早些時候德國已經以 180 行標準廣播了定期電視服務。第二次世界大戰的爆發導致該服務暫停。電視傳輸僅在 1946 年從亞歷山德拉宮恢復。

第一次現場跨大陸電視廣播發生在 1955 年 9 月 4 日，地點是加州舊金山，內容是日本和平條約會議。

節目在電視臺（有時稱為頻道）上播放。最初，地面廣播是電視唯一的分發方式。由於頻寬有限，政府監管是正常的。在美國，美國聯邦通訊委員會允許電臺播放廣告，但堅持要求公共服務節目承諾作為獲得許可的條件。相比之下，英國選擇了不同的道路，對英國廣播公司徵收電視許可費（實際上是稅收）來為其提供資金，而公共服務是其皇家特許的一部分。20 世紀 70 年代有線電視和衛星電視分發方式的發展促使商人將頻道定位於特定受眾，並推動了以訂閱為基礎的電影片道的興起，例如 HBO 和 Sky。如今，世界上幾乎每個國家都至少發展了一個電影片道。電視在世界各地發展起來，使每個國家都能與其他國家分享其文化和社會方面的特色。

電視標準請參閱廣播電視系統。

電視廣播的分發方式有很多，包括模擬和數字版本的

   * Terrestrial television
   * Satellite television
   * Cable television
   * MMDS (Wireless cable)

電視寬高比所有這些早期的電視系統都共享相同的 4:3 寬高比，這是為了匹配當時電影中使用的學院比率而選擇的。這個比率也足夠方形，可以方便地在一圈圓形的陰極射線管 (CRT) 上觀看，而當時的技術只能生產這種陰極射線管——如今的 CRT 技術可以製造出更寬的陰極射線管。然而，由於與 CRT 在垃圾填埋場處置相關的重金屬對健康的負面影響，以及缺乏 CRT 寬高比限制的平板顯示技術的空間節省屬性，CRT 正在慢慢變得過時。

在 20 世紀 50 年代，電影製片廠轉向了寬屏寬高比，例如“環球銀幕”，以試圖將其產品與電視區分開來。

轉向數字電視系統是一個機會，可以將標準電檢視像格式從舊的 4:3 (1.33:1) 寬高比更改為 16:9 (1.78:1) 的寬高比。這使電視能夠更接近現代寬屏電影的寬高比，範圍從 1.85:1 到 2.35:1。“寬屏”DVD 首次引入了 16:9 格式。DVD 提供兩種傳輸寬屏內容的方法，其中較好的一種方法使用稱為變形寬屏格式。這種格式與將寬屏電影畫面放入 1.33:1 35 毫米電影畫面中的技術非常相似。影像在錄製時被水平壓縮，然後在播放時被再次擴充套件。美國的 ATSC 高畫質電視系統使用直寬屏格式，不進行影像壓縮或擴充套件。

數字電視的引入沒有技術上的原因需要這種寬高比的改變，但出於營銷原因，人們決定引入這些變化。

寬高比不相容在傳統的寬高比電視螢幕上顯示寬屏原始影像會帶來相當大的問題，因為影像必須以以下兩種方式顯示：

   * in "letterbox" format, with black stripes at the top and bottom
   * with part of the image being cropped, usually the extreme left and right of the image being cut off (or in "pan and scan", parts selected by an operator)
   * with the image horizontally compressed

傳統的寬高比影像可以在寬屏電視上顯示

   * with black vertical bars to the left and right
   * with upper and lower portions of the image cut off
   * with the image horizontally distorted

一種常見的折衷方案是以 14:9 的寬高比拍攝或製作素材，並在 4:3 的顯示中丟失兩側的一些影像，並在 16:9 的顯示中丟失頂部和底部的一些影像。

水平擴充套件在多人觀看同一臺電視的情況下具有優勢；它可以彌補斜視觀看的缺陷。

新進展

   * Digital television (DTV)
   * High Definition TV (HDTV)
   * Pay Per View
   * Web TV
   * programming on-demand.

電視機最早的電視機是帶有電視裝置的收音機，電視裝置包括一個氖氣管和一個機械旋轉的圓盤（尼普科夫圓盤，由保羅·戈特利布·尼普科夫發明），該圓盤產生紅色的郵票大小的影像。第一家公開播出的電子服務於 1935 年 3 月在德國開始。它有 180 行解析度，僅在 22 個公共觀看室提供。第一次重大廣播之一是 1936 年的柏林奧運會。德國人在 1937 年秋季擁有 441 行系統。（來源：早期電子電視）

第二次世界大戰後，隨著戰爭相關的技術進步和可支配收入的增加，電視的使用量激增。（1930 年代的電視接收機相當於今天的 7000 美元（2001 年），並且幾乎沒有可用的節目。）

多年來，不同國家使用不同的技術標準。法國最初採用德國 441 行標準，但後來升級到 819 行，這使得任何模擬電視系統的影像清晰度最高，大約是英國 405 行系統的四倍解析度。最終，整個歐洲都切換到 625 行標準，又一次效仿了德國的例子。與此同時，北美保留了最初的 525 行標準。

帶有 VHF “兔耳”天線和環形 UHF 天線的電視機。電視在最初以及至今最流行的形式中，是透過 VHF 和 UHF 頻段的無線電波傳送影像和聲音，這些無線電波被接收機（電視機）接收。從這個意義上說，它是無線電的延伸。廣播電視需要天線（英國：天線）。它可以是安裝在室外的外部天線，也可以是安裝在電視機上或附近的較小天線。通常情況下，它是一個可調節的偶極天線，稱為 VHF 頻段的“兔耳”和 UHF 頻段的小環形天線。

彩色電視於 1953 年 12 月 30 日上市，由 CBS 網路提供支援。政府批准了 CBS 提出的彩色廣播系統，但當 RCA 推出一種可以在未經修改的舊黑白電視機上觀看彩色廣播的系統時，CBS 放棄了自己的提議，並使用了新的系統。

歐洲彩色電視機在 1960 年代的開發稍晚一些，並且受到持續的技術標準分歧的阻礙。德國 PAL 系統最終被西德、英國、澳大利亞、紐西蘭、非洲大部分地區、亞洲和南美洲以及除法國外的多數西歐國家採用。法國推出了自己的 SECAM 標準，該標準最終在東歐大部分地區被採用。這兩個系統都在 UHF 頻率上廣播，並採用了更高畫質晰度的 625 行系統。

從 1990 年代開始，現代電視機出現了三種不同的趨勢。

   * standalone TV sets;
   * integrated systems with DVD players and/or VHS VCR capabilities built into the TV set itself (mostly for small size TVs with up to 17" screen, the main idea is to have a complete portable system);
   * component systems with separate big screen video monitor, tuner, audio system which the owner connects the pieces together as a high-end home theater system. This approach appeals to videophiles that prefer components that can be upgraded separately.

現代電視機中使用多種型別的影片顯示器。最常見的是用於 40 英寸（4:3）和 46 英寸（16:9）對角線的直接觀察 CRT。大多數大螢幕電視（高達 100 英寸以上）使用投影技術。投影電視中使用三種類型的投影系統：基於 CRT、基於 LCD 和基於反射成像晶片的系統。現代技術的進步將平板顯示器帶入了電視機，這些顯示器使用主動矩陣 LCD 或等離子顯示技術。平板顯示器的厚度只有 4 英寸，可以像圖片一樣掛在牆上。它們非常吸引人且節省空間，但仍然很昂貴。

如今，一些電視機包含一個埠，可以將外設連線到電視機，或將電視機連線到 A/V 家庭網路（HAVI），例如 LG RZ-17LZ10，它包含一個 USB 埠，可以連線滑鼠、鍵盤等（用於 WebTV，現在品牌為 MSN TV）。

即使是簡單的影片，也有五種標準的方法可以連線裝置。它們如下所示。

   * Component Video- three separate connectors, with one brightness channel and two color channels (hue and saturation), and is usually referred to as Y, B-Y, R-Y, or Y Pr Pb. This provides for high quality pictures and is usually used inside professional studios. However, it is being used more in home theater for DVDs and high end sources. Audio is not carried on this cable.

   * SCART - A large 21 pin connector that may carry Composite video, S-Video or, for better quality, separate red, green and blue (RGB) signals and two-channel sound, along with a number of control signals. This system is standard in Europe but rarely found elsewhere.

   * S-Video - two separate channels, one carrying brightness, the other carrying color. Also referred to as Y/C video. Provides most of the benefit of component video, with slightly less color fidelity. Use started in the 1980s for S-VHS, Hi-8, and early DVD players to relay high quality video. Audio is not carried on this cable.

   * Composite video - The most common form of connecting external devices, putting all the video information into one stream. Most televisions provide this option with a yellow RCA jack. Audio is not carried on this cable.

   * Coaxial or RF (coaxial cable) - All audio channels and picture components are transmitted through one wire and modulated on a radio frequency. Most TVs manufactured during the past 15-20 years accept coaxial connection, and the video is typically "tuned" on channel 3 or 4. This is the type of cable usually used for cable television.

廣告從該媒體的早期開始，電視就被用作廣告載體。自 1940 年代後期在美國問世以來，電視廣告已成為迄今為止最有效、最普遍、最流行的銷售各種產品的方法。美國廣告費率主要由尼爾森收視率決定。

美國網路在美國，三家最初的商業電視網路（ABC、CBS 和 NBC）為其附屬電視臺提供黃金時段節目，供這些電視臺在週一至週六晚上 8 點至 11 點和週日晚上 7 點至 11 點播出。（中部和山區時間分別為晚上 7 點至 10 點、晚上 6 點至 10 點）。大多數電視臺都會採購其他節目，通常是聯合制作的節目，在黃金時段以外的時間播出。福克斯網路沒有為黃金時段的最後一小時提供節目；因此，許多福克斯附屬電視臺在那個時間播出當地新聞節目。三個較新的廣播網路，WB、PAX 和 UPN，也沒有像所謂的傳統網路那樣提供那麼多網路節目。

歐洲網路在歐洲大部分地區，電視廣播歷史上一直由國家主導，而不是商業組織，儘管近年來商業電視臺的數量有所增加。在英國，主要的國家廣播機構是 BBC（英國廣播公司），商業廣播機構包括 ITV（獨立電視臺）、第四頻道和第五頻道，以及衛星廣播機構英國天空廣播。其他領先的歐洲網路包括 RAI（義大利）、法國電視一臺（法國）、德國廣播聯盟（德國）、RTÉ（愛爾蘭）和衛星廣播機構 RTL（盧森堡廣播電視）。歐洲新聞臺是一個泛歐洲新聞臺，透過衛星和地面廣播（與國家電視臺共享時段）向歐洲大陸的大部分地區廣播。它以多種語言（英語、法語、德語、西班牙語、俄語等）廣播，並從國家廣播機構和 ITN 新聞網路中獲得內容。

口語名稱

   * Telly
   * The Tube/Boob Tube
   * The Goggle Box
   * The Cyclops
   * Idiot Box

相關條目

   * List of 'years in television'
   * Lists of television channels
   * List of television programs
   * List of television commercials
   * List of television personalities
   * List of television series
         o List of Canadian television series
         o List of US television series
         o List of UK television series 
   * Animation and Animated series
   * Nielsen Ratings
   * Home appliances
   * Reality television
   * Television network
   * Video
   * Voyager Golden Record
   * V-chip
   * Wasteland Speech
   * DVB
   * Television in the United States

外部連結

   * "Television History"
   * Early Television Foundation and Museum
   * Television History site from France
   * TV Dawn
   * British TV History Links
   * UK Television Programmes
   * aus.tv.history - Australian Television History
   * TelevisionAU - Australian Television History
   * Federation Without Television

另見：查爾斯·弗朗西斯·詹金斯無線電廣播的聯邦

進一步閱讀電視作為社會病原體、鴉片、大眾思想控制等。

   * Jerry Mander Four Arguments for the Elimination of Television
   * Marie Winn The Plug-in Drug
   * Neil Postman Amusing Ourselves to Death
   * Terence McKenna Food of the Gods
   * Joyce Nelson The Perfect Machine
   * Andrew Bushard Federation Without Television: the Blossoming Movement

該詞的替代用法：電視（樂隊）電視攝像機

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可再生能源

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可再生能源是指可以管理的能源，使其在人類時間尺度上不會枯竭。來源包括太陽光線、風能、波浪能、河流能、潮汐能、生物質能和地熱能。可再生能源不包括依賴有限資源的能源，如化石燃料和核裂變能源。

目錄 [顯示/隱藏] 1 一般資訊 2 可再生能源的優缺點 3 可再生能源歷史 3.1 木材 3.2 動物牽引 3.3 水力 3.4 風力 3.5 太陽能 3.6 可再生能源運動 4 當今的可再生能源 5 現代可再生能源 5.1 小型來源 5.2 可再生能源作為太陽能 5.3 太陽能本身 5.3.1 太陽能電力 5.3.2 太陽能電力的系統問題 5.3.3 太陽能熱電力 5.3.4 太陽能熱能 5.3.4.1 太陽能熱水器 5.3.4.2 太陽能熱泵 5.3.4.3 太陽能烤箱 5.4 風能 5.5 地熱能 5.6 水力 5.6.1 電動能 5.6.2 水力發電 5.6.3 潮汐能 5.6.4 潮汐流能 5.6.5 波浪能 5.6.6 OTEC 5.7 生物質能 5.7.1 液態生物燃料 5.7.2 固體生物質 5.7.3 生物氣 6 可再生能源儲存系統 6.1 氫燃料電池 6.2 其他可再生能源儲存系統 6.2.1 抽水蓄能 6.2.2 電池儲存 6.2.3 電網儲存 7 各國可再生能源使用情況 8 可再生能源爭議 8.1 資金困境 8.2 集中化與分散化 8.3 核能“可再生”主張 9 參考資料

一般資訊除地熱能外，大多數可再生能源實際上是儲存的太陽能。水力和風力代表著非常短期的太陽能儲存，而生物質則代表著稍長時間的儲存，但仍然處於人類的時間尺度上，因此在該人類時間尺度內是可再生的。另一方面，化石燃料雖然仍然是儲存的太陽能，但形成化石燃料需要數百萬年的時間，因此不符合可再生能源的定義。

可再生能源可以作為直接的能源，也可以用於創造其他形式的能源。直接使用的例子包括太陽能烤箱、地熱熱泵和機械風車。間接使用的例子包括透過風力發電機或光伏電池發電，或從生物質中生產燃料，如乙醇（參見酒精作為燃料）。

可再生能源的優缺點可再生能源與化石燃料或核電站有本質的不同，因為它們廣泛存在且豐富——太陽將在未來 40 億年內為這些“發電廠”（指陽光、風能、流水等）提供動力。一些可再生能源不會排放任何額外的二氧化碳，也不會帶來任何新的風險，例如核廢料。事實上，一種可再生能源木材在生長過程中積極吸收二氧化碳。

可再生能源的一個明顯缺點是它們對當地環境的視覺影響。有些人不喜歡風力渦輪機的美觀，或者在談到城市以外的大型太陽能發電裝置時，會提出自然保護問題。有些人試圖以有效且美觀的方式利用這些可再生技術：固定式太陽能集熱器可以兼作高速公路沿線的隔音屏障，屋頂已經存在，甚至可以完全被太陽能集熱器取代，等等。

一些可再生能源捕獲系統會帶來獨特的環境問題。例如，風力渦輪機可能對飛行的鳥類構成危險，而水力發電大壩會阻礙魚類遷徙，這是一個嚴重的問題，它破壞了太平洋西北地區許多鮭魚種群的數量。

可再生能源的另一個固有難題是其可變性和分散性（地熱能除外，但地熱能僅在靠近溫泉和天然間歇泉等地殼薄的地方才能獲取）。由於可再生能源提供的是相對低強度的能量，因此將這些能源轉化為可用能量所需的新型“發電廠”需要分佈在較大區域內。為了使“低強度”和“大面積”這兩個短語更容易理解，請注意，為了每月產生 1000 千瓦時的電力（西方國家典型的每月人均電力消耗量），歐洲多雲地區的房主需要使用 10 平方米的太陽能電池板。系統的電力生產需要可靠的重疊來源或某種合理規模的儲存方式（抽水蓄能水電系統、電池、未來的氫燃料電池等）。因此，由於目前昂貴的儲能系統，小型獨立系統僅在少數情況下具有經濟效益。

如果可再生和分散式發電能夠普及，電力傳輸和配電系統將不再是電力傳輸的主要渠道，而是為了平衡當地社群的電力需求而運作。擁有剩餘能源的社群將出售給需要“補充”的地區。

可再生能源的歷史所有人類活動的最初能源來源都是透過植物生長獲得的太陽能。因此，在人類歷史上，太陽能的主要應用一直是農業和林業，透過光合作用。

木材木柴是人類歷史上最早被利用的能源，作為熱能來源透過燃燒使用，至今仍十分重要。燃燒木材對於烹飪和供暖都至關重要，使人類能夠在寒冷的氣候中生存。特殊的木材烹飪、食物脫水和煙燻方法也使人類社會能夠安全地儲存易腐食品，使其全年可用。最終，人們發現，在相對缺氧的環境中進行部分燃燒可以產生木炭，這提供了一種更熱、更緊湊、更便攜的能源。然而，這並不是一種更有效的能源，因為它需要大量木材來製造木炭。

動物牽引車輛和機械裝置的動力最初是透過動物牽引產生的。馬和牛等動物不僅提供運輸，還為磨坊提供動力。在世界許多地方，這些動物至今仍被廣泛用於這些用途。

水力動物為磨坊提供的動力最終被水力取代，即河流中落水的力量，只要它可以被利用。今天，直接利用水力進行機械用途已變得相當少見，但仍在使用。

最初，水力發電（水力發電）是整個社會最重要的電力生產來源，至今仍是一個重要的來源。在人類技術史的大部分時間裡，水力發電一直是唯一一種被顯著利用來生產電力的可再生能源。

風能風能已被使用了幾百年。它最初是透過大型帆葉風車利用的，這些風車的葉片執行緩慢，例如在荷蘭看到的那些，以及在《堂吉訶德》中提到的那些。這些大型磨坊通常用於抽水或為小型磨坊提供動力。新型風車採用較小、轉速更快、更緊湊的裝置，帶有更多葉片，例如在整個大平原上看到的那些。這些主要用於從井中抽水。近年來，主流電力公司快速發展了風力發電場，使用新一代大型高風力渦輪機，這些渦輪機有兩到三個巨大的、相對緩慢移動的葉片。

太陽能太陽能作為直接能源，直到最近的人類歷史才被機械系統捕獲，但在某些社會中，透過建築在幾個世紀中被捕獲為能源。直到 20 世紀，直接太陽能輸入才透過更精心設計的建築（被動式太陽能）或透過機械系統中的熱量捕獲（主動式太陽能）或電能轉換（光伏）得到廣泛探索。如今，太陽能越來越多地被用於供熱和發電。

可再生能源運動可再生能源作為一個問題，在 20 世紀中葉之前幾乎是聞所未聞的。20 世紀初，人們對被動式太陽能進行了實驗，包括採光，但除了在某些地區幾百年來一直習慣性地採用的方法之外，幾乎沒有其他進展。可再生能源運動隨著 20 世紀中期對環境事務的興趣蓬勃發展而獲得了意識、信譽和力量，而這在很大程度上是由於蕾切爾·卡森的《寂靜的春天》一書。

第一個將重點放在太陽能上的美國政客是吉米·卡特，這是對 1973 年能源危機的長期後果的回應。自此以後，還沒有哪位總統對可再生能源給予過太多關注。

當今的可再生能源大約 80% 的能源需求集中在建築物供暖或製冷以及為確保機動性（汽車、火車、飛機）的車輛提供動力方面。這是社會能源需求的核心。然而，可再生能源的大部分用途集中在發電上。

地熱熱泵（也稱為地面源熱泵）是一種在冬季提取熱量或在夏季從地球提取冷量以供暖或製冷建築物的方法。

現代可再生能源來源有幾種型別，包括以下幾種

   * Solar power.
   * Wind power.
   * Geothermal energy.
   * Electrokinetic energy.
   * Hydroelectricity.
   * Biomatter, including Biogas Energy.

較小規模的來源當然也有一些較小規模的應用。

   * Piezo electric crystals embedded in the sole of a shoe can yield a small amount of energy with each step. Vibration from engines can stimulate piezo electric crystals.
   * Some watches are already powered by movement of the arm.
   * Special antennae can collect energy from stray radiowaves or even light (EM radiation).

可再生能源作為太陽能大多數可再生能源來源都可以追溯到太陽能，除了地熱能和潮汐能。例如，風是由太陽不均勻地加熱地球造成的。熱空氣密度較低，因此會上升，導致冷空氣移動進來取代它。水力發電最終也可以追溯到太陽。當太陽蒸發海洋中的水時，水蒸氣形成雲，這些雲後來以雨的形式落在山區，這些雨水透過渦輪機輸送以發電。這種轉變是從太陽能到勢能，再到動能，最後到電能。

太陽能本身由於大多數可再生能源都是“太陽能”，因此這個術語有點令人困惑，有兩種不同的用法：首先，作為“可再生能源”的代名詞（就像在“太陽能，而不是核能”的政治口號中），其次，作為直接從太陽輻射中收集的能量。在本節中，它是在後一種類別中使用的。

實際上，有兩種截然不同的太陽能方法，稱為主動式太陽能和被動式太陽能。

太陽能電力對於發電，地面太陽能由於其分散性和間歇性而存在嚴重限制。首先，地面太陽能輸入會因夜晚和雲層遮擋而中斷，這意味著太陽能發電不可避免地具有較低的容量因子，通常低於 20%。此外，傳入輻射的強度較低，將這些輻射轉換為高等級電力仍然相對效率低下（14% - 18%），儘管提高效率或降低生產成本是幾十年來許多研究的主題。

將太陽輻射能轉換為電能的兩種方法成為人們關注的焦點。更廣為人知的方法是利用陽光照射光伏 (PV) 電池產生電能。這在衛星、小型裝置和燈具、無電網應用、地面訊號和通訊裝置（例如偏遠地區的電信裝置）等方面有許多應用。隨著太陽能光伏元件效率的提高和價格的下降，其銷量正在強勁增長。但每單位電力的高成本仍然排除了大多數用途。

歐洲和美國已經連線到電網的幾個實驗性光伏電站，功率大多為 300-500 千瓦。日本安裝了 150 兆瓦。一個大型太陽能光伏電站計劃在克里特島建設。2001 年，全球光伏發電總量不到 1000 兆瓦，日本是全球領先的生產國。人們仍在研究使實際的太陽能收集電池更便宜、更高效的方法。其他主要研究正在調查從太陽光線下收集的能量的經濟儲存方法。

或者，許多個人安裝了小型光伏陣列以供家庭使用。一些人，特別是在偏遠地區，完全與主電網斷開連線，並依靠剩餘的發電能力以及電池和/或化石燃料發電機來應對電池無法執行的時期。其他人則在更加穩定的地區保持與電網的連線，在太陽能電池無法提供電力時使用電網獲取電力，並將剩餘的電力回售給電網。這在許多氣候條件下執行良好，因為能源消耗的高峰時間是在炎熱、晴朗的日子，此時空調正在執行，而太陽能電池也產生最大的功率輸出。美國許多州已經通過了“淨計量”法，要求電力公司以與出售給家庭的價格相當的價格購買當地產生的電力。除非使用地點足夠偏遠，否則光伏發電對於消費者來說仍然比電網電力貴得多，在這種情況下，光伏發電會變得更便宜。

太陽能發電系統問題可再生電力來源經常受到電力供應行業法規的阻礙，這些法規有利於“傳統”的大規模發電機，而不是小型、分散式發電來源。如果可再生和分散式發電能夠普及，電力傳輸和配電系統將不再是電力傳輸的主要渠道，而是為了平衡當地社群的電力需求而運作。擁有剩餘能源的社群將出售給需要“補充”的地區。一些政府和監管機構正在努力解決這個問題，但仍有許多工作要做。一個潛在的解決方案是更多地利用對電力傳輸和配電網路的主動管理。

太陽能熱發電利用太陽能的第二種方法是太陽能熱發電。太陽能熱發電廠擁有一套鏡子系統，將陽光集中到吸收器上，產生的熱量用於驅動渦輪機。聚光器通常是朝向南北方向的長的拋物面鏡槽，它會傾斜，跟蹤太陽在一天中的執行軌跡。一個黑色的吸收管位於焦點處，將太陽輻射轉化為熱量（約 400°C），熱量再傳遞到合成油等流體中。這種油可用於加熱建築物或水，也可用於驅動傳統的渦輪機和發電機。目前已有多個這種模組化安裝，每個模組的功率為 80 兆瓦。每個模組需要大約 50 公頃的土地，並且需要非常精確的工程和控制。這些電廠由燃氣鍋爐補充，以確保全天候供電。天然氣大約佔總髮電量的四分之一，並在夜間保持系統溫暖。到 1990 年代中期，全球超過 800 兆瓦的發電能力已經提供了大約 80% 的太陽能電力。

太陽能發電廠的一個提議是太陽能塔，其中一塊很大的土地將被覆蓋在一個由透明薄膜製成的溫室中，溫室中心有一個高聳的輕型塔，該塔也可能主要由薄膜構成。熱空氣將衝向中央塔並向上流動，從而旋轉渦輪機。溫室中安裝的管道系統可用於捕獲多餘的熱能，以便在整個晚上釋放出來，從而提供 24 小時的電力生產。一座 200 兆瓦的太陽能塔擬建在澳大利亞米爾杜拉附近。

太陽能熱能太陽能無需轉化為電力即可使用。世界上許多能源需求僅僅是用來供熱，例如空間供暖、熱水供暖、工藝用水供暖、烤箱加熱等。未來太陽能的主要作用可能是直接供熱。社會的大部分能源需求是在低於 60°C（140°F）的溫度下進行供熱，例如在熱水系統中。特別是工業界，還有更多是在 60-110°C 範圍內進行供熱。這些需求加在一起可能佔工業化國家一次能源消耗的很大一部分。在某些地方，太陽能可以在很多時間內輕鬆滿足第一項需求，而第二項應用在商業上的實現可能並不遙遠。這種用途將在一定程度上減少對電力的需求和化石燃料的消耗，特別是在與隔熱等節能措施相結合的情況下。

太陽能熱水器在佛羅里達州，家用太陽能熱水器曾經很常見，直到它們被大力宣傳的天然氣所取代。如今，這種系統在澳大利亞較熱的地區很常見，並且僅僅由一個網路構成，該網路由執行在隔熱玻璃窗下方的深色管道組成。它們通常具有一個備用電加熱器或燃氣加熱器，用於陰天。這種系統實際上可以在純經濟理由上得到證明，特別是在澳大利亞某些偏遠地區，這些地區的電費很貴。

太陽能熱泵如果隔熱良好，利用傳統制冷迴圈的熱泵可用於暖房和製冷，除了執行壓縮機所需的能量外，幾乎不需要其他能量輸入。最終，工業化國家總一次能源需求的 10% 可能由直接太陽能熱技術提供，在一定程度上，這將取代基礎電力。

太陽能烤箱如前所述，大型太陽能熱發電廠可用於加熱建築物，但在規模較小的情況下，太陽能烤箱可在陽光明媚的日子使用。這種烤箱或太陽能爐利用鏡子或大型透鏡將太陽光線聚焦到烤盤或黑鍋上，使其像在標準烤箱中一樣加熱。

風能數十年來，風力渦輪機一直與電池儲存系統結合使用，用於偏遠地區的家庭發電。目前，多個國家已投入執行發電機組，其功率超過 1 兆瓦。發電量是風速立方值的函式，因此這種渦輪機需要 3 到 25 米/秒（11-90 公里/小時）的風速，實際上只有很少的陸地面積擁有持續的大風。與太陽能一樣，風能也需要替代能源來應對風力較小的時期。

目前，世界各地有數千颱風力渦輪機正在執行，電力公司的總裝機容量超過 39,000 兆瓦，其中歐洲佔 75%（截至 2003 年底）。額外的風能由私人風車（併網和離網）產生。2003 年，德國是風力發電的領先國家，裝機容量超過 14,600 兆瓦。2003 年，美國風能發電量超過 6,300 兆瓦，僅次於德國。

世界各地正在規劃和建設新的風電場和海上風電場。這已成為 21 世紀初增長最快的發電方式，併為大型基礎負荷電站提供了補充。丹麥超過 10% 的電力由風力渦輪機發電，而風力渦輪機在全球發電總量中所佔比例為 0.4%（截至 2002 年底）。商業風力渦輪機最經濟實用的尺寸似乎在 600 千瓦到 1 兆瓦之間，並分組形成大型風電場。大多數渦輪機在一年中以大約 25% 的負載係數執行，但有些可以達到 35% 的負載係數。

地熱能如果可以開採地下的熱蒸汽或熱水並將其帶到地面，則可以用來發電。這種地熱能源在世界某些地區，例如紐西蘭、美國、菲律賓和義大利，具有潛力。美國最著名的兩個地區是黃石盆地和加州北部。冰島在 2000 年生產了 170 兆瓦的地熱電力，併為 86% 的房屋供暖。總共有約 8,000 兆瓦的發電能力在執行。

在某些其他地區，也存在將水泵入地下地殼非常熱的區域，並利用產生的蒸汽發電的可能性。一家澳大利亞初創公司 Geodynamics 提議使用這項技術在 2004 年之前在南澳大利亞州庫珀盆地地區建造一座商業電廠。

水力水中固有的能量可以以動能或溫差的形式進行利用。

電動勢能這種型別的能量利用的是水在被泵入微型通道時發生的情況。請參閱電動勢能（水）。

水力發電水力發電產生的二氧化碳基本為零，與燃燒化石燃料或天然氣形成對比，因此不會對全球變暖造成重大影響。來自河流勢能的水力發電目前約佔世界電力供應的 715,000 兆瓦或 19%。除了少數擁有豐富水力資源的國家外，水力發電通常用於滿足高峰負荷需求，因為它可以很容易地啟動和停止。對於發達國家而言，這並非未來的主要選擇，因為這些國家中大多數可以利用重力發電的重大地點要麼已經被開發，要麼由於環境因素等其他原因而不可用。

水力系統的主要優勢在於它們能夠應對季節性（以及每日）的高峰負荷。在實踐中，儲水的利用有時會因灌溉需求而變得複雜，而灌溉需求可能與電力高峰負荷不符。

潮汐能法國（自 1966 年起）和俄羅斯已經實現了在海灣或河口利用潮汐發電，並且可以在潮汐落差較大的其他地區實現。被困的水可以在透過潮汐圍堰向任一方向釋放時用來旋轉渦輪機。在世界範圍內，這項技術的潛力似乎很小，這主要是由於環境限制。

潮流能潮流能發電機是一種相對較新的技術發展，它從水下洋流中獲取能量，就像風力發電機從風中獲取能量一樣。水的密度遠高於空氣，這意味著單個發電機有可能提供大量電力。潮汐能技術還處於發展的早期階段，需要進行更多研究才能成為發電需求的重要貢獻者。

波浪能利用波浪運動獲取能量是一種可能性，它可能比潮汐能產生更多的能量。這方面的可行性已經過調查，尤其是在英國。連線到浮動裝置的或由空心混凝土結構中的波浪排出的空氣旋轉的的發電機將產生電力，並將其輸送到岸邊。許多實際問題阻礙了進展。

海洋熱能轉換海洋熱能轉換是一種相對未經證實的技術，儘管法國工程師雅克·阿森·達爾松瓦爾在 1881 年首次使用它。水面附近的水和深層水之間的溫差可以高達 20°C。溫暖的水用來使氨等液體蒸發，使其膨脹。膨脹的氣體透過渦輪機推動，然後使用較冷的水對其進行冷凝，迴圈可以重新開始。

生物質生物質，也稱為生物物質，可以直接用作燃料或用來生產液體生物燃料。農業生產的生物質燃料，例如生物柴油、乙醇和甘蔗渣（甘蔗種植的副產品），在內燃機或鍋爐中燃燒。

液體生物燃料液體生物燃料通常是生物醇，例如甲醇和乙醇，或生物柴油。生物柴油可以在現代柴油車上使用，幾乎不需要進行任何改裝，並且可以從廢棄物和粗製植物油和動物油脂（脂類）中獲得。在某些地區，玉米、甜菜、甘蔗和草專門種植用於生產乙醇（也稱為酒精），乙醇是一種可以在內燃機和燃料電池中使用的液體。

固體生物質直接使用通常以可燃固體形式出現，無論是木柴還是可燃田間作物。田間作物可能是專門為了燃燒而種植的，也可能是為了其他用途而種植的，然後將加工後的植物廢料用於燃燒。大多數生物物質，包括乾燥的糞便，實際上都可以燃燒以加熱水和驅動渦輪機。植物部分利用光合作用儲存太陽能、水和 CO2。甘蔗渣、小麥秸稈、玉米芯和其他植物殘渣都可以燃燒，並且實際上也已經燃燒了。該過程不會釋放淨 CO2。

沼氣在厭氧細菌的影響下，動物糞便（肥料）會釋放甲烷，甲烷也可以用來發電。請參閱沼氣。

可再生能源儲存系統如上所述，可再生能源的一個重大問題是其在時間或空間上的運輸。由於大多數可再生能源是週期性的，因此非發電時期的儲存很重要，而為交通運輸提供動力的儲存也是一個關鍵問題。

氫燃料電池氫作為燃料最近被吹捧為解決我們能源困境的方案。然而，氫是一種可再生能源的觀點是一種誤解。氫不是能源，而是一種行動式能量儲存方法，因為它必須由其他能源製造才能使用。然而，作為一種儲存介質，它可能在使用可再生能源方面發揮重要作用。如果能以經濟的方式克服某些問題，氫被廣泛認為是一種可能的氫動力汽車燃料。它可以用於傳統的內燃機，也可以用於燃料電池，燃料電池直接將化學能轉化為電能，而不會產生火焰，就像人體燃燒燃料一樣。生產氫氣需要使用蒸汽重整天然氣（甲烷），或者為了獲得可再生和更環保的來源，將水電解成氫氣和氧氣。前一種方法的副產品是二氧化碳，這加劇了（或者至少沒有改善）相對於現有技術的溫室氣體排放。對於電解，溫室負擔取決於電力的來源，這裡考慮了間歇性可再生能源和核能。

對於間歇性可再生能源，如太陽能和風能，要使輸出與電網需求相匹配非常困難，而且當它們超過總供給的 20% 時，似乎是不可能的。但是，如果這些能源被用來發電制氫，那麼無論何時它們可用，都可以充分利用它們，抓住機會。總的來說，它們何時接入或斷開並不重要，氫氣只需儲存起來，根據需要使用即可。

核能倡導者指出，使用核能製造氫氣將有助於解決工廠效率低下的問題。在這種情況下，工廠將以全負荷持續執行，也許所有輸出都將在高峰時段供應給電網，而任何不滿足民用需求的能量都將在其他時間用於制氫。這意味著核電站的效率會大大提高。

透過電解法生產一公斤氫氣大約需要 50 千瓦時（1/144,000 焦耳）的能量，因此電力的成本顯然至關重要。

其他可再生能源儲存系統，如太陽能、風能、潮汐能和波浪能，由於其週期性的特點，無法被控制，無法直接提供可靠的連續基荷電力，也無法在需要時提供峰值電力。實際上，如果沒有適當的儲能方法，這些能源將被限制在電網容量的 20% 左右，無法直接用作化石燃料或核能的經濟替代品，儘管它們在特定地區和有利條件下可能會變得非常重要。如果有一種方法能夠有效地儲存來自間歇性生產商（如太陽能和風能）的大量電力，那麼這些技術對滿足基荷能源需求的貢獻將大得多。

抽水蓄能已經在一些地方使用抽水蓄能來平抑每日發電負荷，即在非高峰時段和週末使用來自煤炭或核能的剩餘基荷容量將水抽到高位水庫，而在高峰時段，這些水可以用於水力發電。然而，只有少數地方有能力在靠近電力需求的地方建造抽水蓄能電站。

電池儲能許多“離網”家庭系統依賴電池儲能，但目前還沒有將大量電力以這種方式儲存在大型電池或其他方式中投入使用。電池通常很貴，存在維護問題，而且壽命有限。一種用於大規模儲能的可能技術是大型儲能電池。

電網儲能可再生能源界倡導的最重要的儲能方法之一是重新思考我們對電力供應的整體看法，包括其 24 小時、7 天的迴圈，僅僅使用峰值負荷裝置來滿足每日峰值需求。太陽能發電是一個白天進行的過程，而大多數家庭的用電高峰在晚上。因此，家庭太陽能發電可以在白天電網峰值時段向電網供電，而家庭系統則可以在晚上電網整體負荷下降時從電網取電。這相當於將電力網用作家庭儲能系統，並依賴於“淨計量”，即電力公司只能對家庭使用的超過發電量並回饋電網的電量收取費用。許多州現在都有淨計量法律。

當今的峰值負荷裝置也可以在一定程度上用於在主要依賴可再生能源的系統中提供補充容量。峰值容量將補充大型太陽能熱發電和風力發電，在它們無法發電時提供電力。預測風能間歇性可用性的能力得到提升，這使得更好地利用這種資源成為可能。在德國，現在可以預測風力發電輸出，其準確率在 24 小時內達到 90%。這意味著可以更有效地部署其他發電廠，從而大大提高風能發電的經濟價值。

各國可再生能源利用情況冰島是可再生能源的全球領先者，因為它擁有豐富的 гидро- 和地熱能源。該國超過 99% 的電力來自可再生能源，大多數城市家庭供暖都來自地熱。以色列也很突出，因為其大部分家庭熱水是由太陽能加熱的。這些國家的成功至少部分歸功於其地理優勢。

按可再生電力生產領先的國家（2000 年）水力地熱風能光伏太陽能 1. 加拿大美國德國日本 2. 美國菲律賓美國德國 3. 巴西義大利西班牙美國 4. 中國墨西哥丹麥印度 5. 俄羅斯印度尼西亞印度澳大利亞

歐盟國家中可再生能源佔總用電量的比例。

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1985  1990  1991  1992  1993  1994

歐盟 15 國 5,61 5,13 4,92 5,16 5,28 5,37 比利時 1,04 1,01 1,01 0,96 0,84 0,80 丹麥 4,48 6,32 6,38 6,80 7,03 6,49 德國 2,09 2,06 1,61 1,73 1,75 1,79 希臘 8,77 7,14 7,63 7,13 7,33 7,16 西班牙 8,83 6,70 6,56 6,49 6,50 法國 7,24 6,34 6,75 7,32 7,98 愛爾蘭 1,75 1,65 1,68 1,59 1,59 1,63 義大利 5,60 4,64 5,16 5,34 5,50 盧森堡 1,28 1,21 1,14 1,26 1,21 1,34 荷蘭 1,36 1,35 1,35 1,37 1,38 1,43 奧地利 24,23 22,81 20,99 23,39 24,23 23,71 葡萄牙 25,07 17,45 17,03 13,88 15,98 16,61 芬蘭 18,29 16,71 17,02 18,10 18,48 18,28 瑞典 24,36 24,86 22,98 26,53 27,31 24,04 英國 0,47 0,49 0,48 0,56 0,54 0,65 資料來自 [1]

可再生能源爭議與任何事物一樣，即使是可再生能源也會引發爭議。

資金困境可再生能源的研發嚴重受阻，因為它們只獲得了極少部分的能源研發預算，而傳統能源卻獲得了大部分預算。

集中化與分散化通常，可再生電力來源會受到電力供應行業規定的不利影響，該行業偏袒“傳統”的大型發電廠，而不是規模更小、分佈更廣泛的發電來源。如果可再生能源和分散式發電普及，電力傳輸和配電系統將不再是電力分配的主要渠道，而是將用於平衡當地社群的電力需求。那些擁有剩餘能源的人將出售給需要“補充”的地區。一些政府和監管機構正在採取措施解決這個問題，但還有很多工作要做。一種可能的解決方案是更多地使用電力傳輸和配電網路的主動管理。

核能的“可再生”主張一些核能倡導者聲稱核能應該被視為可再生能源。他們提出的論據包括

   * The view that nuclear energy does not contribute to global warming (although evaporative cooling has a minor effect by introducing additional water vapor into the atmosphere, along with the heat production of the process).
   * Fast breeder reactors can produce more fuel than they consume.
   * The view that uranium and thorium, being radioactive, are not theoretically long-term resources.
   * The view that nuclear waste, since it will eventually become less radioactive than the original ore bodies, is not theoretically a long-term problem.

大多數可再生能源倡導者強烈反對這種觀點。事實上，核能使用的是一種枯竭性資源（鈾或釷），鈾 238 的半衰期為 45 億年，而廢物衰變到安全水平可能需要 3000 年或更長時間（取決於所使用的技術），這意味著它不能被包括在這種分類中。快中子反應堆消耗鈾或釷來生產可裂變燃料，因此這種特殊的論點是對基本過程的簡單誤解。類似的論點也可以應用於使用氘和氚作為燃料的擬議核聚變電站，氚是由鋰衍生出來的。

參考文獻

   * U.S. Energy Information Administration provides lots of statistics and information on the industry.
   * Boyle, G. (ed.), Renewable Energy: Power for a Sustainable Future. Open University, UK, 1996.

太陽能

來自維基百科，自由的百科全書。

隨著其他有限的能源來源（如化石燃料和水力發電）變得更加稀缺和昂貴（在財政和環境方面），太陽能越來越受到關注。當地球繞太陽執行時，它接收到的能量為 1,410 瓦/平方米，這是在垂直於太陽的表面上測量的。大約 19% 的能量被大氣吸收，而云層平均反射 35% 的總能量。

穿過地球大氣層後，太陽能的大部分以可見光和紫外線形式存在。植物利用太陽能透過光合作用產生化學能。當我們燃燒木材或化石燃料時，我們就在使用這種能量。已經進行了一些實驗，透過類似於光合作用的方式吸收陽光進行化學反應來產生燃料，而無需使用生物體。

今天使用的大多數太陽能都被轉化為熱能或電能。

太陽能型別

太陽能方法已經使用直接、間接、被動和主動等術語進行分類。

直接太陽能只涉及一次轉化為可使用形式。例如

   * Sunlight hits a photovoltaic cell creating electricity. (Photovoltaics are classified as direct despite the fact that the electricity is usually converted to another form of energy such as light or mechanical energy before becoming useful.)
   * Sunlight hits a dark surface and the surface warms when the light is converted to heat by interacting with matter. The heat is used to heat a room or water.

間接太陽能涉及多次轉化才能達到可使用形式。例如

   * systems to close insulating shutters or move shades. Passive solar systems are considered direct systems although sometimes they involve convective flow which technically is a conversion of heat into mechanical energy.

主動太陽能是指使用電氣、機械或化學機制來提高收集系統效率的系統。間接收集系統幾乎總是主動系統。

太陽能設計是指使用建築特徵來替代電力和化石燃料的使用，並利用太陽能來減少家庭或建築物中對能源的需求，並透過隔熱、高效照明和電器來實現。

太陽能設計中使用的建築特徵

   * South facing windows with insulated glazing that has high ultraviolet transmittance.
   * Thermal masses.
   * Insulating shutters for windows to be closed at night and on overcast days.
   * Fixed awnings positioned to create shade in the summer and exposure to the sun in the winter.
   * Movable awnings to be repositioned seasonally.
   * A well insulated and sealed building envelope.
   * Exhaust fans in high humidity areas.
   * Passive or active warm air solar panels.
   * Passive or active Trombe walls.
   * Active solar panels using water or antifreeze solutions.
   * Passive solar panels for preheating potable water.
   * Photovoltaic systems to provide electricity.
   * Windmills to provide electricity.

太陽能熱水系統在一些國家非常常見，在那裡，一個小型的平板集熱器安裝在屋頂上，能夠滿足大多數家庭的熱水需求。更便宜的平板集熱器也經常被用來加熱游泳池，從而延長游泳季節。

太陽能烹飪正在幫助許多發展中國家，既減少了對當地柴火的依賴，也為廚師創造了更清潔的環境。第一個已知記錄的西方太陽能烤箱歸功於瑞士博物學家 Horace de Saussure，他早在 1767 年就開始進行實驗。太陽能箱式烤箱將太陽能捕獲在隔熱箱中，這些烤箱已成功用於烹飪、巴氏殺菌和水果罐頭。

太陽能電池（也稱為光伏電池）是利用半導體的光電效應直接將陽光轉化為電力的裝置或裝置組。由於其製造成本在 20 世紀一直居高不下，其應用僅限於非常低功率的裝置，例如帶 LCD 顯示屏的計算器，或者為能夠負擔得起該技術的偏遠地區發電。迄今為止最重要的應用是為軌道衛星和其他航天器供電。隨著 20 世紀最後十年製造成本的下降，太陽能已成為許多遠端低功率應用的經濟有效的能源，例如路邊緊急電話、遙感和有限的“離網”家庭供電應用。

太陽能發電站通常使用反射器將陽光集中到熱能吸收器中。

   * Heliostat mirror power plants focus the sun's rays upon a collector tower. The vast amount of energy is generally transported from the tower and stored by use of a high temperature fluid. Liquid sodium is often used as the transport and storage fluid. The energy is then extracted as needed by such means as heating water for use in stream turbines.
   * Trough concentrators have been used successfully in the State of California (in the U.S.) to generate 350MW of power in the past two decades. The parabolic troughs can increase the amount of solar radiation striking the tubes up to 30 or 60 times, where synthetic oil is heated to 390°C. The oil is then pumped into a generating station and used to power a steam turbine.
   * Parabolic reflectors are most often used with a stirling engine or similar device at its focus. As the single parabolic reflector achieves a greater focusing accuracy than any larger bank of mirrors can achieve, the focus is used to achieve a higher temperature which in turn allows a very efficient conversion of heat into mechanical power to drive a electrical generator. Parabolic reflectors can also be used to generate steam to power turbines to generate electricity.

太陽能應用

太陽能發電的部署在很大程度上取決於當地條件和需求，例如，雖然某些歐洲國家或美國州可以從公共熱水設施中獲益，但在澳大利亞或新墨西哥州等國家，此類系統既不切實際也適得其反。由於所有工業化國家都對電力有著共同的需求，因此很明顯，太陽能將越來越多地用於提供廉價、可靠的電力供應。

許多其他型別的發電方式間接地由太陽能驅動。植物利用光合作用將太陽能轉化為化學能，化學能隨後可以作為燃料燃燒以發電；石油和煤炭起源於植物。水力發電大壩和風力渦輪機也間接地由太陽能驅動。

在美國的一些地區，太陽能發電系統已經可以與公用事業系統競爭。其基本成本優勢在於，房主無需繳納未購買電力的所得稅。截至 2002 年，存在以下技術條件：必須有許多晴朗的日子。系統必須向電網出售電力，以避免電池成本。太陽能系統必須以低成本批次購買，這通常意味著它們必須在建築時安裝。最後，該地區必須擁有較高的電價。例如，南加州一年大約有 260 天陽光充足，使其成為一個絕佳的場所。當系統以每瓦 9 美元（並不便宜，但可行）安裝時，它可以帶來約 9% 的年投資回報率，而公用事業價格為每千瓦時 0.095 美元（當前基本費率）。當與按時間計費的淨計量相結合時，併網太陽能發電尤其可行，因為最大產出時間與最高定價時間基本一致。

對於獨立系統，必須採用某種方法來儲存收集的能量，以便在夜間或陰天使用 - 可以是電化學電池，也可以是其他形式，例如氫氣（透過水電解產生）、真空飛輪或超導體。儲存總是需要額外的能量轉換階段，隨之而來的是能量損失，從而極大地增加了資本成本。

歐洲和美國已有多個容量為 300-500 千瓦的實驗性光伏 (PV) 電站與電網相連。日本已安裝了 150 兆瓦。一個大型太陽能光伏電站計劃在克里特島建造。研究人員正在繼續探索使實際的太陽能收集電池更便宜、更高效的方法。其他重大研究正在探索經濟有效地儲存白天從太陽光線中收集的能量的方法。

另請參見

主要的可再生資源、可再生能源、可持續設計

太陽能：太陽能箱式灶、太陽能熱能、太陽、太陽能衛星、目前的太陽能收入

能源危機：1973 年能源危機、1979 年能源危機

電力：發電、電力零售、儲能、綠色電力、直流電、光電效應、發電站、電源、微波電力傳輸、太陽能電池、電廠

列表：保護主題列表、物理主題列表

人物：萊昂納多·達·芬奇、查爾斯·伊姆斯、查爾斯·凱特林、梅納赫姆·門德爾·施尼爾森

其他：自主建築、太陽能俱樂部/歐洲核子研究組織-日內瓦-瑞士、電動汽車、燈船、質量驅動器、長久時鐘、潮汐能、積雨雲智慧 1 號、美國科學、坡度點、迴歸自然、建築工程、生態學、地貌學、保護主題列表、北美九國