太阳能技术的发展与挑战

太阳能技术的现状与前景

太阳能技术，作为可再生能源中的佼佼者，自二十世纪初开始研究至今已有一百多年的历史。然而，近年来随着科技的发展，太阳能技术的普及和应用也在不断提升，被视为未来能源发展的重要方向之一。本文将从太阳能技术的现状、应用以及未来前景三个方面来简要探索太阳能技术的发展现状和未来蓝图。

一、太阳能技术的现状

可再生能源中的太阳能，由于无需消耗化石燃料，不会产生温室气体等污染物，被认为是绿色环保的能源。然而，太阳能技术在之前的普及和应用过程中，却受到了高昂的成本、低效的转换率等因素的制约。直到2010年左右，随着新一代太阳能技术的推出，太阳能技术才逐渐被广泛应用。

目前，太阳能技术中主要有两种类型，分别是光伏发电和太阳热利用。光伏发电利用光伏电池将太阳光转换为电能，其转换效率和电能稳定性较高，广泛应用于家庭和企业领域；而太阳热利用主要是利用太阳能将水加热，通过蒸汽驱动发电机产生电能，主要用于大型发电系统。目前，太阳能技术在德国、美国、中国等地得到广泛应用，并在一定程度上解决了环境保护和能源危机的双重问题。

二、太阳能技术的应用 太阳能技术的应用领域可以说是非常广泛，几乎覆盖了工业、农业、家庭以及交通等方方面面。以家庭为例，德国和美国进入家庭太阳能支持的补贴政策和技术推广计划造成该领域市场的高度发展。现如今，越来越多的人开始尝试将太阳能技术应用于家庭生活中，去做照明、电器用电、空调制冷等。

除了家庭用途之外，太阳能技术还在农业领域得到了广泛应用。在农村地区，太阳能灌溉系统通过将太阳能转换为热能使水库中的水升温并注入到农田中，促进农作物的生长，提高农业产量。此外，太阳能养鱼场也是一项不可忽视的技术，能够提供质优价廉的清真鱼类，更充分利用光照条件，实现夜间供电和无需连接地下水 利用特性，解决沙漠地区缺水的问题。

三、太阳能技术的前景

在全球已经逐渐形成的能源危机背景下，太阳能作为一种新的，绿色、安全、简洁、适宜经济开发的能源形式，被认为是未来全球趋势向可持续发展的重要方向之一。近年来，光伏产业在一些发达国家比如德国、美国、日本、西班牙，以及化油器大国中国等发展迅猛，且技术不断提升，尤其是薄膜太阳能电池和有机太阳能电池的研究及应用，可以使沙漠区域结构简单的光伏电池板转换电子特性得到进一步提升，使光电转换效率远超现今框架式太阳能电池，大幅降低太阳能发电的成本，助力太阳能技术在未来的更广泛推广。 总的来说，太阳能技术具有卓越的优势和前景，其强调对环境的友好和减少二氧化碳排放，使其受到了各国的广泛关注和推广。目前，太阳能技术已经在全球范围内得到了广泛的应用，特别是在欧美等发达国家，其应用领域和范围呈现爆发式增长趋势。未来，随着技术的不断提升和应用的深入推广，太阳能技术的前景必定非常广泛和光明。

Ｏ　引言　能源与社会的进步和国民经济的发展有着密切关系。　随着经济的增长和技术的进步．以及人ＶＩ的增加，对能源的　需求量越来越大。国际能源机构执行主任克劳德・芒迪在　２００３年１　１月６日举行的新闻发布会上表示．该机构最新公　布的《世界能源展望》报告显示，从现在到２０３０年，世界能源　需求量将增加２／３。煤、石油、天然气等常规能源由于储量　的有限性和不可再生性已不能满足日益增长的需要。１９７３　年以来，西方世界出现了能源危机，石油供应不足，油价猛　涨，特别是那些靠进口石油作为主要能源的国家，经济发展　受到很大的影响　因此当今世界的能源问题己变得十分尖　锐。在这种情况下，必须重视可再生能源的利用和发展，于　是，美国、西德、日本、法国等许多国家，都根据本国的情况，　纷纷制订了能源政策。为此所采取的各种技术经济措施和　政策措施，统称为“代用能源战略”。在“代用能源战略”中，　除了煤和原子能外，太阳能利用占据着突出地位。太阳能的　开发，不仅在当前有现实意义．而且具有长远的发展前景。　太阳是一个巨大无比的能源，它辐射到达地球表面的能　量高达４￣１０，５ＭＷ，相当于每年３．６ｘｌ　ｏ５亿Ｉｃｅ，约为全球能耗　的２０００倍。它既免费使用，又不需运输，对环境也无任何污　染。目前，人们在对太阳能的转换、收集、储存运输等方面的　应用研究，正在取得显著的进展。太阳能的利用主要是通过　光热转换、光电转换、光化学转换３种途径。　ｌ太阳能的热利用　太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收　集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前　使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热　管式集热器和聚焦型集热器等４种。通常太阳能热利用可分　为：低温热利用、中温热利用和高温热利用。低温热利用包括　最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水　器。中温热利用有空调制冷、制盐以及其它工业用热　高温热　利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应蹦最　广泛的是太阳能热水器、太阳能空调制冷等。　１、１太阳能热水器　太阳能热水器也称太阳热水装置或太阳热水系统（或工　程）。但严格来说是有区别的。按国标ＧＢ／ＴＩ８７１３和行标　ＮＹ／Ｔ５１３的规定，太阳热水器储热水箱的容水量在０．６ｔ以　下的称为家用太阳热水器，大于０．６ｔ则称为太阳热水系统或　太阳热水工程。太阳能热水器的关键技术在于集热（集热器）　和保温（贮热水箱）。　为了提高集热器的性能，各研究所和厂家都积极依附先　进技术开发新型集热器、加工工艺以及应用于集热器上的吸　收和透过涂料等。如：　（１）西安交通大学对窄缝高真空平面玻璃用于太阳能集　热器盖板的实验研究…；　（２）新加坡国立大学机械工程系的研究人员完成了以温　度为材料和冷剂特性变量的平板集热器；　（３）慕尼黑大学Ｓｅｈｏｌｋｏｐｔ采用ｅ—Ｂｅａｍ电子束蒸发的方　法在金属条带上连续沉积ＴｉＮＯ选择性吸收涂层：　（４）美国明尼苏达大学Ｒ．Ｒａｍａｎ等人介绍了利用高分　子聚碳酸酯材料应用于集热器盖板：　（５）美国雷诺金属制品公司正在研究铝板间的流道内存　热聚酯薄膜防腐新工艺，可使吸热板芯的成本降低１／４　Ｅ　。　此外还出现了蜂窝热管平板式太阳能集热器：带透明蜂　窝盖板和辅助反射面的整体式太阳能集热器　；采用减反射　低铁玻璃生产高性能的平板集热器；北京市太阳能研究所研　制了不锈钢氮化物和不锈钢碳化物耐气候性涂层；将透明隔　热材料应用于集热器的盖板与吸热问的隔层，以减少热量损　失的技术等　：　贮热水箱的保温材料一般为用一氟三氯甲烷发泡剂制　作者简介：赵利勇（１９８０～），男，在读硕士研究生，研究方向为新能源技术与工程。　２ｏｏ７．Ｎｏ．４

探析太阳能技术在建筑设计中的应用

论文摘要: 能源是人类社会求生存和发展的物质基础，而以石油、煤炭等为基础的常规能源体系曾经极大程度的推动并促进了人类社会的发展，但这些常规的能源体系的过度开发直接导致了环境污染，为了可持续发展，我们应该充分开发和利用洁净能源。

Abstract: the energy is the material basis of human society strives for the survival and development, and based on oil, coal and other conventional

energy system was greatly promote and promote the development of human society, but the conventional energy system's excessive development directly led to the pollution of the environment, in order to sustainable development, we should make full development and utilization of clean energy.

一、可持续发展太阳能在未来能源结构中的地位

A sustainable development, the status of solar energy in the future energy structure

国际能源机构预测，经济的发展离不开资源，目前全世界最常用的还是化石类能源，但随着经济的发展，煤炭和石油需求量越来越大，终有一天会枯竭。不同能源机构对世界能源供应情况的预测数据各有所不同，但基本结论都是相似的。即全世界的煤炭只能用220年，在未来短时期内化石类能源在能源供给结构站占据很大的比例，但随着科学技术的发展，可再生能源将逐渐替代化石类能源，并在2030之后开始逐渐进入大规模应用，随着经济的持续发展，可再生能源将在能源资源中占据越来越大的比例。与有限的化石燃料能源相比，太阳能堪称最为理想的可再生能源之一。随着太阳的辐射输出，光子能量完全可以转换成各种人类需要的能源。尤其是光能转换为最常见也是最高级的电能，而电能则可以转化为动能、热能等其它形式的能源。也就是我们只要充分利用自然界中最丰富的太阳能，完全可以满足人类的生活和生产需求。

太阳能的利用前景浅析

随着我国经济突飞猛进的发展，油价高涨以及日益严重的环保问题的时代来临，我们的能源需求将越来越成为经济发展的瓶颈，而从我国现在的能源结构看，煤、石油占了将近93%，而其他可再生能源的利用却少的可怜，只有区区的7%还不到。

我国政府这些年也意识到能源问题的急迫性，大力发展可再生能源，根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年可再生能源在我国能源结构中的比例争取达到16%，水电总装机达到3亿千瓦，风电装机目标为3000万千瓦，生物质发电达到3000万千瓦，沼气年利用总量达到443亿立方米，太阳能发电装机180万千瓦，太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米，燃料乙醇的年生产能力达到1000万吨，生物柴油的年生产能力达到200万吨。

从《可再生能源中长期发展规划》可以看出我国的太阳能利用还是很有限，在可再生能源里面仅占不到1%，作为最清洁环保的太阳能，我们国家的开发利用前景非常广阔。

首先我们分析一下太阳能的利用主要有以下4大类：

光热利用

它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用，目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。

太阳能发电

太阳能发电分两类

光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。

光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。

光生物利用

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

目前我国应用最多的还是前面两种，即光热利用和太阳能发电。太阳能光热技术在我国的应用非常广泛，具有良好的产业化和商业化基础，家用太阳能热水器的应用也在不断推广。