太阳能的应用现状及发展前景 .txt13 母爱是迷惘时苦口婆心的规劝；母爱是远行时一声殷切
的叮咛；母爱是孤苦无助时慈祥的微笑。本文由 wq3826368 贡献
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科技信息
基础理论研讨
太阳能的应用现状及发展前景
中北大学化工与环境学院环境工程系吴红山
[ 摘要 ] 太阳能的利用技术已是当今世界各国探索新能源、利用新能源 , 进行节能、
环保的重要研究项目之一。本文介绍了太阳能资源的特点, 国内外研究现状。论述了太阳
能利用存在的问题, 并提出了解决方案。最后预测了太阳能的应用前景。 [ 关键词 ] 太
阳能应用现状问题前景
1.太阳能资源的特点太阳能不同于石油、煤炭等燃料 , 不会导致“温室效应”也 ,
不会造成环境污染, 而且, 每年到达地球表面的太阳辐射能约相当于 130 万亿吨标准
煤 ,
其总量属现今世界上可以开发利用的最大能源 , 所以 , 太阳能是一种非常清洁的
能源, 它
的应用已经受到世界各国的重
视。太阳能是指在太阳内部进行的由
“氢” 聚变成
“氦”
的原子核反应 , 不停地释放出巨大的并不断的向
宇宙空间辐射的能量。地球所接收到的太
阳能只占太阳表面所发出的全部能量的二十亿分之一左
右
, 而这些能量相当于全球所
需能
量的 34 万倍。～虽然 , 到达地球表面的太阳辐射能的总量
很大,
但是能流
密度很低。
平均来说 , 北回归线附
近 ,
夏季天气较为晴朗
时 , 正午时太阳辐射幅照度最大
, 在垂直
于
太阳光方
向1m 2 面积上接受到的太阳能平均有1000 左
右 , 若按全年日夜平均计算, 只
有 W 200 左右。冬季大致只有一
半, 阴天一般只有1 5 左右。因此 , W 在利用太阳能
时, 想
要得到一定的转化功率 , 需要面积相当大的一套收集和转换设
备, 造价较高。并且 , 由于
受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限
制,以及晴、
雨、阴、云等
因
素的影响, 到达某一地面的太阳辐射照度既是间断的又是极不
稳
定的。而
且 , 目前太阳能
利用的发展水平 , 有些方面理论上与
技术上都是可行的 ,
但有一部分太阳能利用装
置, 因
为效率太低 , 成本过高 , 其经济性还不能与常规能源相竞
争。这给太阳能的大规模应用增
加了难度。
2 、太阳能利用的国内外现状在太阳能热利用方
面,
太阳热水器技术日趋成
熟,
应用领域已从生活热水扩大到泵水、采暖、制冷空调、海水淡
化、工业加热、热发电
等。清华大学潍坊太阳能基地为山东省潍坊地区高
密市电业局办公楼设计的主动太阳能系
统, 该办公楼建筑面积 400m
2 ,
采用楼顶横排式热管集热
器, 加设一台电锅炉作为辅助热
源, 室内完全可以达到满意的舒适
度
[1
]
。利用太阳能提供采暖和生活热水的技术已经
相
当成熟。美国、德
国、日本等国都相继建立起了不同规模的太阳能空调示范系统。国
内专家、学者研制出新一代环
保、节能高科技产品车用温控宝 (TOYA),TOYA 以太
阳能为能
源 , 采用国际上先进的单晶硅太阳能芯
片
, 根据天气变化灵活的调节车内温
度。
法国一家船舶公司的科学家研制出了太阳能冰
箱, 这种太阳能自动制冰机仅靠一个太阳能
接收器 , 在接收器里装活性炭 , 向这些活性炭“灌进”甲醇。夜晚因气温下活
的孔中降 ,
性炭粒吸进液态的甲
醇 ,
白天太阳一
晒 ,
活性炭粒中的甲醇气
化。气化后的甲醇流到制冰
箱的冷凝器变成液
体, 夜晚时又被活性碳吸进小孔内 , 每天就这样日夜循环制
冰。从 1998
年开始 , 世界光伏市场更是出现了供不应求
的局面 , 年增长率保持在30 40% , 2004 年更
是创造历史的新高 , 增～长率达到
67% , 年产量达到 1253 兆瓦。日本特别重视太阳能
光
伏发电 , 到2005 年底 , 累计安装使用量
达到142 万千瓦 , 占世界使用量的 44% , 其目
标是到
2010 年 , 太阳能光伏电池总容量
达
到 480 万千
瓦。
美国“百万屋顶计划”德
国
政府在顺利完成十万天棚计
划, 之后 ,
2003年又通过了新的光伏法案,日本的 70 万户并
网发电
计划。 除政府计划外 , 各大公司业纷纷扩大产
量
, 太阳能光伏发 电的产业正在腾飞 , 预测明年将达到年产量
5300 兆瓦。 俄罗斯国立敖德萨理工大学的研究人
员 [2 ] 提出了一 项新设 想, 用水池吸收并储备太阳
能
, 然后再加以利用。 在一个深水池 中 , 如果没有对流 和层流 , 那么在阳光照射下 , 水面和底层之间 会存在相当大的温差 , 有时候会高达数十
度。
日前 , 国内首座 70 千瓦塔式太阳能发电站在江宁建成 , 经 专家验收
后 , 并网发电。 是目
前全世界已经建成的
10 个塔式热 发电实验示范电站之
一。 欧美等国在 20 世纪 80 年代 末就开始研究和建造光伏声屏 障系统 , 并在多条高速公路上实际应
用。
瑞士在 1989 年沿 A 13 高速公路旁安装了 100KW 的光伏声屏障系统 , 到 2000 年统计 每年平均发电 10.
8
万 KW h, 同时又降低了交通噪声。 岳静等人
[3
] 提出了将太阳能用于黄河通讯网中 , 并且 取得 了预期的效果。 2008 年的奥运会 , 北京将成为我国在太阳能应用方面的最 大展示窗
口。 目前, 奥运村施工现场对太阳能的利用主要有以
下 几个方面 : ①太阳墙板加热空气为 室内供暖 太阳墙板是太阳能光热利用的新产品
, 将涂敷吸热涂层的 金属膜片与发泡聚氨酯 保温材料复合而成 , 将太阳墙板安装在 建筑物南侧外墙上 , 冬季吸收太阳辐射热
能 , 通过
墙体导孔加
热 室内空气 , 夏季将导孔堵塞 , 热气流上升 , 太阳墙板又能起遮阳 隔热的作
用。 奥运村现场选
取
200m 2 办公室 , 安装了 4 组 , 共 8m 2 的太阳能墙板 , 没使用其它 热源 , 白天室温高于
16 ℃。 ②太阳能为施工人员提供洗浴热
水 在民工生活区安装 140m 2 的太阳能热水系统 , 平均每天提 供 11t, 60 ℃热水 , 满足
250 人洗浴需求, 系 统 相
当 于 电 加 热 54kW , 每日节约电费约为 356 元。 ③太阳能绿色照明产品 奥运村项目在 管理办公区、 民工生活区、 施工区道路 , 分别 安置了草坪灯、 庭院灯和路
灯 , 目前共计 46 盏 , 按照定时器的控 制, 每晚可提供 8h 的照明 , 通过两个多月运行 ,
合计照明功率
3. 5kW , 相当于普通光源 35kW 照度 , 每日节约电费约为 385 元。初步展示了灯的外
形、 照
度、 效率和对天气的适应
性。
而且 , 太阳能信息灯不但提供照明 , 还能接受手机发出的短信 息 , 并将 短信息滚动显示
在
L ED 显示屏上 , 工程管理者或气象信息台可 以将与工程有关 的重要信息通过手机短信实施远程发布。 3 、 太阳能利用存在的问题
( 1) 对开发太阳能
资 源的战略意义认识不够 长期以来 , 太阳能项目没有常规能源建设项目那样的固
定 资金渠道
或已有的资金渠道不畅。 ( 2) 缺乏完整的激励政策 政府支持是发展太阳能的关键 , 也是
太
阳能产业发展的初 始动力。 目前缺少有利于太阳能产业发展和刺激广大居民应
用 光伏电源
装置等新能源设备的激励政
策。
( 3) 投入力度不够 缺少资金支持 , 成本高 , 太阳能应用成 熟技术很难尽快大规
( 下转第 74 页) 模推广应用到实际上。 —72 —
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给予更多的优惠政策等。 2. 努力提高集成创新的能力。 集成化是现代科技发展的重 要
