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：

　　(1)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。

　　(2)太阳能发电

　　太阳能发电分两类

　　① 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。

　　② 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。

　　(3)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。

　　(4)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。

　　我国太阳能建筑发展环境日趋良好。2006年12月1日批准施行《可再生能源法》，2007年8月31日发布《中国可再生能源中长期发展规划》，2008年4月1日正式实施《节约能源法》，2008年10月1日开始实施《建筑节能条例》。“节能减排”、“节能省地”已经成为建筑行业点击率最高的词语之一。这一切都在向人们昭示：中国的房屋建设及其能源问题已成为中国社会的全局问题，太阳能建筑在中国的发展逐渐受到社会各界的广泛关注。

　　目前，江苏、浙江、山东、河北、海南、云南等省，北京、上海、深圳、大连等市已经在新建12层以下居住建筑以及办公建筑、学校、医院、宾馆等公共建筑中开始强制推行太阳能热水系统，因此，应用太阳能热水系统完全可以成为国家层面的建筑节能强制要求，从而让50%或65%的建筑节能目标包含更多的内涵。

　　而太阳能光电技术，由于其较高的成本，还未像光热那么普及。而在我们的邻国日本，太阳能发电的应用做得非常出色，值得我们学习和借鉴。

　　在日本，我们看到有越来越多的家庭开始架设太阳能发电系统。除了改善太阳能面板的外观设计和输出电力以外，还通过销售多余的电力给电力公司以回收架设成本，成为另一项使用家用太阳能面板的优点

　　日本的福岛县磐城市是一座位于距离东京东北200公里远的城市。尽管这座城市位处北方，但每年仍有超过2,000小时的日照以及相对较少的雪量。在磐城新市镇，许多公园以及家庭已经架设了太阳能面板。磐城新市镇每年可生产共计约313,000千瓦/小时的电力，这已经足够提供约90个家庭的电力。使用这样的太阳能电力每年约可节省下72,600公升汽油，并可减少195公吨二氧化碳的排放量，数字相当可观。

　　根据日本新能源基金的资料，在2005财政年度，每产生一千瓦的电力所需的太阳能发电系统架设成本为661,000日元(按照人民币1元折价14.82日元计算，相当于44,602元)。一个约两、三百万日元费用的太阳能发电系统(相当135，000～202,000元)足够提供一家四口的典型家庭所需电力。并且太阳能电板输出电力每年持续地增加，所占用的空间越来越小的情形下，平均每一栋房屋所能生产以及销售多余电力的能力将会大大提高。节省下来的成本能够使大部分的家庭经济实惠地起架设太阳能发电系统，并且将有助于对这项有利生态环境技术进行大力推广。

　　在公共建筑方面，日本的太阳能利用也是非常普及，日本著名的电气公司夏普在太阳能利用上可谓做到了极致。

　　夏普公司每年10万千瓦的耗电量，如果使用火力发电站提供的电力，一年下来至少要产生大约65259吨的CO2 气体，这些气体相当于工厂面积576倍的森林一年的吸收量。为了尽量减少污染，夏普在工厂厂房上铺设了大量的太阳能电池，就是我们所看到的蓝色屋顶和灰色玻璃。

　　公司在一、二工厂的屋顶和墙面设置了太阳能电池板，后来还在液晶电视组装厂、物流中心的楼顶也增设了太阳能电池。这些电池的最大功率能达到5210千瓦，铺设的太阳能电池板的总面积达到了47000m2 ，成为了世界建筑物上的太阳能电池之最，如果按照每户人家4千瓦的耗电量计算，它可以满足约1300户家庭的正常用电，其规模相当于一个小镇，能够减少了火力发电站每一年3400吨的CO2 气体排放量。

　　在第二工厂的玻璃上还铺设了新开发的薄膜太阳能电池，这种电池夹在两层玻璃中间，在吸收光能的同时它还能透光，在夏天能直接降低室内阳光的光照强度，降低室内温度。太阳能电池除了带来电能，它还提供了意想不到的隔热效果，经测算，夏天室内温度比没装薄膜太阳能电池前平均降低了约4℃，能直接降低空调的能耗，降低CO2 气体的排放。

　　在英国，正计划利用道路在夏季收集阳光，留到冬季使用，这样路面在冬季便解除了结冰的困扰。英国高速公路局计划在一段公路下面安装管道，夏天用来收集太阳能，冬季再利用这些能量。专家希望这个方案能解决路面结冰问题。官员也将尝试着利用这个系统给建筑物供冷暖气，降低能源费用，减少温室气体。如果试验成功，将有更多路面采用这项技术。

　　2006年科学家发现，试验路面在夏季收集的热量足以让它在整个冬季温度一直保持在零度以上。经过加热的路面的温度平均比周围地面高3摄氏度。该试验还显示，路面散发的热量还能用来为建筑物供冷暖气。赫特福德郡哈特菲尔德的一所学校正通过操场下面的类似管子进行试验。鹿特丹将更大规模利用这项技术，用来预防一座高速高架桥结冰和为四座办公室供暖

　　英国交通研究实验室最近在发表的一份报告上表示，这套路面下散热引水系统(under-road radiator pilot system)每年将为政府节省大约8600英镑。阿勒浦隐形加热系统公司的总裁亨克·韦基迈伦表示，该公司的停车场去年夏天利用这项技术收集的热量，足够在冬天为所有办公室供暖。他说，这个系统能产生如此多的热量让人们感到非常吃惊。他说：“道路储能潜力不可估量。它可以产生安装在屋顶上的太阳能电池板的一半的能量，而费用仅为太阳电池板的十二分之一。”爱丁堡一家超市停车场进行的试验指出，最初只要投资18万英镑，这个系统就能降低该超市70%的碳排放量，并且每年节省2.6万英镑燃料费。

　　综上所述，太阳能的利用在我们这样一个能耗大国是势在必行的，如不改变我国目前的能源结构，再过十几二十年，随着煤、石油等资源能源的不断消耗和日趋紧张，能源的供需矛盾势必会成为我国经济持续平稳发展的制约，因此我们必须抓紧时间，借鉴发达国家的一些做法和经验，全面推广和倡导民众使用太阳能，并且在太阳能的开发和研发方面投入大量的人力和财力，让太阳能的开发利用形成规模效应，成本尽量降低，在太阳能利用成本相对较高的当前，政府应制定相应的鼓励政策和补偿措施，鼓励人们普及太阳能产品的运用，让这种清洁和无污染的能源成为我们日常生活的必须，这是一件功在当代，利在千秋的大事业。

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