淺談太陽能的應用

徐大武　劉曉玲　趙彩云

摘要：現(xiàn)在太陽能是一種新型的能源，利用太陽能進行節(jié)能、環(huán)保是項很重要的研究課題，隨著社會的發(fā)展，能源匱乏問題越來越嚴重，尋找一種可替代常規(guī)能源的新能源勢在必行。

關鍵詞：太陽能；電池片；應用

項目支持：區(qū)級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目NXCX201 5385

隨著全球石化能源的逐漸枯竭以及因化石能源過度消耗而引起的全球變暖和生態(tài)環(huán)境惡化，已經(jīng)給人類帶來了很大的生存威脅，因此大力開發(fā)可再生能源是解決這個問題的主要措施之一。太陽能作為一種清潔的可再生能源，是未來社會的理想能源之一，在未來的能源戰(zhàn)略中占有重要的地位。因此越來越多的國家在開發(fā)利用這種新能源。

1太陽能發(fā)電技術的分類

目前太陽能發(fā)電技術主要有兩類：太陽能光伏發(fā)電技術和太陽能光熱發(fā)電技術。其中，太陽能光熱轉換是將太陽的輻射能轉變?yōu)闊崮艿倪^程，其主要應用是太陽能供暖。據(jù)統(tǒng)計，我國太陽能年輻照總量大于502萬KJ/m²，年日照時數(shù)在2200以上時以上的地區(qū)約占國土面積的2/3以上，良好的太陽能資源為我國運用光電、光熱技術開發(fā)和利用太陽能奠定了基礎。太陽能發(fā)電利用的是光生電效應，它的發(fā)電方式大致可以分為以下兩種情況：一種是光生電，另一種是熱發(fā)電。其中太陽能光生電是將太陽能直接轉變成電能，這種發(fā)電方式比較常見，它具體有光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式。太陽能熱發(fā)電的過程可以有兩種轉化方式，一種是將太陽能直接轉化為電能，另一種途徑是將太陽能首先轉化成熱能，轉化完成以后再進一步轉化成電能。這兩種方式利用太陽能具體表現(xiàn)在不同的應用方面。

2太陽能發(fā)電的優(yōu)勢及利用

（一）太陽能發(fā)電的優(yōu)勢

人們不斷的開發(fā)利用太陽能，除了因為它的發(fā)電原理和常規(guī)能源不同以外，還有以下優(yōu)點：太陽能光熱過程簡單，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的溫和物質，無噪聲，無污染，太陽能資源分布廣泛且取之不盡，用之不竭；太陽能資源隨處可得，可就近使用，不必長距離輸送，避免了長距離輸送的損失；太陽能是直接從光子到電子的轉換，沒有中間過程和機械運動，不存在機械磨損。根據(jù)熱力學分析，光伏發(fā)電發(fā)熱具有很高的理論效率可達80%以上，技術開發(fā)潛力大；光伏發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長。雖然太陽能利用也有一些不足之處，比如：①不能保證一年四季任何時候都有太陽照射，天氣條件是不可調控的因素；②照射的能量分布密度小。但是，總體上講，太陽能的優(yōu)點多余缺點，人們普遍接受用太陽能發(fā)電，因此世界各國都在加大力度發(fā)展太陽能的使用。

（二）太陽能發(fā)電的應用

太陽能的利用具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）太陽能熱水器系統(tǒng)。熱水器是現(xiàn)在人們生活必不可少的用品，常規(guī)的熱水器通過燃氣來加熱，既消耗能源產(chǎn)物又污染空氣，還有一定的危險性，如果用將太陽能替代，只需用簡單的裝置即可實現(xiàn)，因而被廣泛采用。供應熱水可以采取集中的方式，也可以用于單獨的住宅中。（2）太陽能熱泵采暖系統(tǒng)。太陽能熱泵采暖系統(tǒng)是利用集熱器進行太陽能低溫集熱，然后通過熱泵，將熱量傳遞到溫度為3550℃的采暖熱媒中去。這項技術針對冬季有很高的使用效率，該項技術可以有效地利用低溫熱源，減少集熱面積，若與夏季制冷相結合，應用于空調，它的優(yōu)點更為突出。

（3）太陽能在制冷方面的開發(fā)和設計。目前，太陽能制冷技術在研究和開發(fā)方面已做了大量的工作，比如說將太陽能由光電池轉換成電能，驅動常規(guī)電冰箱制冷。這種制冷方式利用熱能制冷，造價低廉、結構簡單、可使用的范圍廣。

截至2011年底，國外仍處于運行狀態(tài)的太陽能熱發(fā)電總裝機容量約1770Mw。西班牙是主要的太陽能熱發(fā)電市場，約占全球總裝機容量的62.3%；美國次之。目前，全球處于開發(fā)中的太陽能熱發(fā)電項目總裝機容量約為16GW，全世界已建成10余個塔式太陽能光熱發(fā)電試驗示范電站。典型的太陽能塔式發(fā)電站是西班牙PS20。隨著技術和規(guī)模的發(fā)展，有望在2020年其發(fā)電成本達到4美分/kWh左右。與國外光熱發(fā)電技術在材料、設計、工藝及理論方面長達50多年的研究相比，我國的太陽能熱發(fā)電技術研究起步較晚，直到2010年，我國首個光熱發(fā)電特許權項目～內(nèi)蒙古鄂爾多斯50Mw項目10月下旬啟動招標，該項目采用槽式光熱發(fā)電技術，計劃總投資16億元，年發(fā)電1.2億kWh。業(yè)界寄望于借助該項目考察國內(nèi)研發(fā)技術，探索符合國情的商業(yè)模式并帶動市場規(guī)?；l(fā)展。

3展望

綠色能源和可持續(xù)發(fā)展問題是人類必須面對的問題，太陽能發(fā)電作為一種取之不盡，用之不竭的清潔環(huán)保能源將得到前所未有的發(fā)展。endprint