對太陽能的探索和思考

唐成鵬

摘 要：由于人們廣泛利用化石能源所造成的環境污染及資源枯竭問題日益嚴重，人們不得不尋找一種新的、可再生的清潔能源來滿足需求，太陽能成了必然選擇。文章從太陽能的自身優勢講起，論述了我國太陽能資源的分布及發展太陽能的可行性，并從現階段太陽能的利用狀況展望未來生機勃勃的太陽能時代，最后也對太陽能利用中現存的和可能出現的問題進行了思考和總結。

關鍵詞；太陽能；優勢；狀況；展望；思考

引言

當今世界，以煤炭、石油、天然氣等化石燃料和核能為基礎的能源體系極大地推動了人類社會的發展。但是，我們在享受著不斷提高的物質生活和日益豐富的精神生活的同時，也逐漸感受到大力使用這些化石燃料和核能所帶來的嚴重后果：資源日益枯竭，生態不斷惡化，人類生存面臨前所未有的嚴峻挑戰。尋求一種清潔、安全可靠、可持續發展的新能源系統成為當務之急，而太陽能正是這種取之不竭的理想能源。

1 太陽能利用優勢與我國資源狀況

太陽能，一般是指太陽光的輻射能量，具有取之不盡、用之不竭、無處不在、清潔環保的突出優點，在能源更替中占據著舉足輕重的位置。從廣義上講，太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水能，生物質能等，并且，傳統的化石能源也可以看做是以其他形式儲存的太陽能。太陽能的利用有光熱轉換、光電轉換和光化學轉換三種主要方式。太陽能作為一種新能源，它既是人類的最初選擇，也必將是人類的最終選擇，究其原因：

第一，它是人類可以利用最豐富的能源。每年到達地球表面上的太陽輻射能相當于約130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。據估計，在過去漫長的11億年中，太陽只消耗了它本身能量的2%，可以說是取之不盡，用之不竭。太陽能無疑是人類可能獲得的最豐富的可再生能源。

第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發達的農村、海島和邊遠地區更具有利用的價值。這對于減小電網壓力和發展當今倡導的“智能電網”有重要意義。

第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發和利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態平衡，甚至，從某種角度來說，太陽能的利用還有助于改善沙漠、荒原的生態。

第四，隨著太陽能開發與利用技術的進步，我們已經能很好地收集和轉化太陽能，并且利用成本能大幅降低，甚至可以與常規能源相媲美。

第五，在眾多的可再生能源中，太陽能是唯一一種可以根據需要設計出從毫瓦級到兆瓦級發電裝置的能源。

正是由于太陽能有這么多的特點，它毫無疑問地在能源更替中有著不可替代的地位，也成為了當今世界各國爭相發展的新型能源。從全國范圍來看，我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數地區年平均日輻射量在4kWh/m2以上，西藏最高達7kWh/m2，居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。由此看來，我國具有太陽能開發利用的優越條件，太陽能利用前景廣闊。

2 我國太陽能利用狀況及展望

目前，我國太陽能開發利用的重點集中在把太陽能轉換成電能的太陽光伏發電和太陽能熱發電，以及太陽能光熱轉換的太陽能熱水裝置、太陽能采暖、太陽能制冷空調系統等。其中，我國比較成熟的太陽能產品有太陽能熱水系統和太陽能光伏發電系統等。

以太陽能光伏發電為例，我國的太陽能光伏市場總體發展速度比較緩慢，光伏市場份額小。從“六五”、“七五”期間，國家對光伏市場的發展給予支持，到2000年的“光明項目”，到2002年的“送電到鄉”工程，再到2009年“太陽能屋頂計劃”等政府的一系列光伏發電刺激政策都大大加速了光伏產業的發展。現在，中國光伏發電市場已經涉及到林業部的森林防火通信工程、產業部的光纜工程、廣電部的村村通工程和中國科學院電工所的大漠地區光伏發電工程等眾多領域。國家在“973”和“863”等重大項目中也將太陽能光伏發電的發展放到重要位置，北京2008年綠色奧運、上海2010年世界博覽會的籌辦也對太陽能光伏發電的發展產生了巨大的推動作用。

目前，太陽能發電的應用已從軍事領域、航天領域進入工業、商業、農業等行業和通信、家用電器以及公用設施等領域，尤其可以分散地在邊遠地區、高山、沙漠、海島和農村使用，以節省造價很高的輸電線路。這也對“智能電網”的發展有著重大意義。

據預測，到2020年，太陽能電池的生產規模不斷擴大，將出現生產能力達1GW的企業；太陽能電池的生產成本與化石能源接近或稍低；中國將興建超大規模的太陽能光伏電站，其中10MW以上的太陽能光伏電站包括沙漠電站、大規模光電制氫、大規模海水淡化、大規模太陽能光伏一體化建筑、大型光伏提水電站、光伏發電電動汽車和宇宙發電。到2030年，太陽能光伏發電在世界總電力供應中將達到10%以上。到2050年，太陽能和其他可再生能源將占世界能源總消耗量的50%以上，其中太陽能光伏發電占20%以上，人類開始步入太陽能時代。

我們相信，21世紀的太陽能利用技術必將生機勃勃、前景輝煌。

3 對太陽能利用的思考

3.1 分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備，造價較高。

3.2 不穩定性：由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一區域地面的太陽輻射既間斷，又極不穩定，這給太陽能的大規模應用增加了難度。

3.3 效率低和成本高：目前，在太陽能利用方面，有些在理論上可行，技術上也成熟，但有些太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

3.4 產業畸形發展，沒有形成良性循環式的產業結構：在太陽能熱能利用方面，我國上千家相關產業廠家還大多集中在太陽能集熱器生產方面，很少有在環境保護、樓宇智能溫控系統、生物等各領域進行卓有成效的探索，在生產中未掌握關鍵技術，缺乏市場競爭力。

3.5 許多人的太陽能利用意識不足：我國目前建成和在建的高樓大廈在設計中幾乎沒有考慮太陽能的利用；很多人對“太陽房”的理念一無所知；更多的人認為太陽能產品是高科技產品，離我們的生活還很遙遠。

由此，中國太陽能的發展除技術因素外，經濟和政策障礙依然是制約發展的主要瓶頸。太陽能新能源產業在相應發展規劃的推動下，必須依靠經濟和政策的扶持。面對我國太陽能的發展現狀，我們的當務之急就是要建立一套完整的太陽能技術發展路線圖，盡快整合現有產業資源，把現有資源、扶持政策體系及未來十多年的能源投資格局理順，打造高效率的太陽能發展的寬松環境，建立中國可持續發展的能源體系，以能源的可持續發展和有效利用來支持中國經濟社會的可持續發展。

參考文獻

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