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。

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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 400m2 ,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 —科技信息基础理论研讨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 要趋势 , 集成创新是科技加速进步和城市创新发展的重要形式。

一是加快重点产业共性关键技术研发。

在现代科技发展中, 相关技术的集成创新以及由此形成的竞争优势, 往往超过单项技术突破的意义。

二是坚持以大企业为主体。

大企业是集成创新的主要力量 , 也是自主创新活动的组织者和引领者。

德国的汽车产业之所以相当突出 , 最重要的因素就是德国拥有一批集成创新能力很强的汽车大企业。

3.努力提高引进消化创新能力。

强调自主创新, 并不排斥引进国外先进技术。

在经济全球化时代 , 任何一个城市都不可能封闭起来发展, 只有充分利用经济全球化带来的机遇,加强引进技术基础上的消化吸收创新, 才能实现技术快速进步、城市创新发展。

一是通过引进消化技术形成生产能力。

日本战后之所以仅用 30 年就成为世界第二经济大国, 其通过引进消化技术形成新的生产能力是重要因素之一。

三是通过引进消化技术完善技术创新机制。

完善的机制是引进消化好技术的根本保障 , 在引进先进技术过程中 , 一定要与消化、吸收、创新相结合 , 建立有利于加强消化吸收和创新的体制和机制。

( 三 ) 强化保障措施 , 营造良好的创新环境 1. 建立多元的投 入体系。

建设创新型城市 , 要求我们不断完 善创新投入机制。

首先要发挥政府对自主创新 的引导作用 , 加大 政府科技投入力度 , 集中财力加大对创新尤其是自主创新的直 接投入。

增强政府科技资源配置能力, 形成多元化、 多渠道、 高效 率的科技创新投入体系。

其次 要鼓励和支持企业和民间组织建 立创业投资公司或设立创业投资资金, 对科技成果转化和 产业 化进行投资。

要强化企业在创新投入中的主体地位, 支持和鼓励 大型企业集团提取一 定数量的资金 , 集中用于关键性、 前沿性重 大科技问题的研究开发和产业化投入。

另外要鼓励境内外组织、 个人依法设立各类科学基金 , 资助科学研究、 技术开发、 推广应 用、国际科技合作与交流以及科技普及。

2. 建立高效的服务体系。

优化服务环境 , 是建设创新型 城市 的必要条件。

要构筑良好的创新服务平台 , 重点建立完善科技资源共享、 科研成果转化、 科技企业孵化、 科技投融资、 技术交易等 五大科技中介服务平台 , 为各项创新科技成果就地转化创造条件。

积极扶持创新组织的发展 , 加强多种类 型的科技企业孵化器 建设。

形成以企业为主体、 产学研相结合的技术开发体系和以科 研机构、 高等院校为主的科学研究体系以及社会化科技创新服务体系。

要营造良好的创新政 策环境 , 制定系统的促进自主创新 的政策措施 , 包括支持企业成为技术创新主体的政策,促进引进 技术消化、 吸收和再创新的政策 , 加速高新技术产业化的政策, 加强科技人才队 伍建设的政策等。

3. 培养大批创新型人才。

十七大报告指出 , 要 “努力造就世 界一流科学家和科技领军人才 , 注重培养一线的创新人才 , 使全 社会创新智慧竞相迸发、 各方面创新人才大量涌现。

”提高自主 创新能力 , 构建创新型城市 , 全面建设小康社会 , 关键是人才。

没 有大批全面发展的高素质创新型人才 , 提高自主创新能力 , 建设 创新型城市就是一句空话。