太阳能的应用现状及发展前景

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。

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、 本文由 wq3826368 贡献

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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” 当于 130 万亿吨标准

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

煤 , 其总量属现今世界上可以开发利用最大能源 , 所以 , 太阳能是一种非常清洁的的

能源 , 它 的应用已受到世界各国的重“氢” 聚 变成 经 视。 太阳能是指在太阳内部进行的由 “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

的全部能量的二十亿分之一左, 而这些能量相当于全球所

阳能只占太阳表面所发出 右

需 能 万倍。 ～ 虽然 , 到达地球表面的太阳辐射能的总量但是能流量的 34 很大 , 密 度很低。

平均来北回归线附夏季天气较为晴朗, 在垂直说 , 近 , 时 , 正午时 太阳辐射幅照度最大 于

太阳光方1000 左向 1m 2 面积上接受到 的太阳能平均有 右 , 若按全年日夜平均计算 , 只

有 W 200 左右。冬季大致只有一1 5 左右。 因此 , W 在利用太阳能

半 , 阴天一般只有 时 , 想

要得到一定的转化功率 , 需要面积相当一套收集和转换设大的

备 , 造价较高。 并且 , 由于 受到昼季节、 地 理纬度和海拔高度等自然条件的限雨、 阴、 云等

夜、

制 , 以及晴、 因 到达某一地面的太阳辐射照度既是间断的又是极不

定的。 而素的影响, 稳 且 , 目前太阳能

利用的发展水有些方面理论上与但有一部分太阳能利用装平 , 技

术上都是可行的 , 置 , 因 为效率太成本过高 , 其经济性还不能与常规能源相竞

低 , 争。

这给太阳能的大 规模应用增 加了难度。 在太阳能热利用方太阳热水器技术日趋成2 、 太阳能利用的国内外现状 面 , 熟 ,

海水淡应用领域 已从生活热水扩大到泵水、 采暖、 制冷空调、 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 400m 采用楼顶横排式热管集热, 2 , 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[1 。 利用太阳能提供采暖和生活热水的技术已经, 度 ] 相

美 国、 德

当成熟。 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

学者研制出新一代环

内专家、 保、 节能高科技产品车用

温控宝 (TOYA),TOYA 以太 阳能为能单晶硅太阳能芯

, 根据天气变化灵活的调节车内温源 , 采用国际上先进的 片

度。 法国一家船舶公司的科学家研制出了太阳能冰阳能自动机仅靠一个太阳

箱

, 这种太 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

--

,

也--

的孔中 降 ,

进液态的甲白天太阳一活性炭粒中的甲醇气

晒 , 性炭粒吸 醇 , 化。 气化后 的甲醇流到

小孔内 , 每天就这样日夜循环制箱的冷凝器变成液, 夜晚时又被活性碳吸进 冰。 从 1998 体

年开始 , 世界光伏市场更是出现了供不应求

30 40% , 2004 年更 的局 面 , 年增长率保持在

是创造历史的新高 , 增 ～ 长率达到 兆瓦。日本特别重视太阳能67% , 年产量达到 1253 光 伏发电 , 到 年底 , 累计安装使用量

142 万千瓦 , 占世界 使用量的 44% , 其目 2005 达到

标是到 太阳能光伏电池总容量到 480 万千美国 “百万屋顶计划”德 瓦。 国 2010 年 , 达 之后 , 在顺利完成十万天棚计, 2003 年又通过了新的光伏法案 , 日本的 70 万户并 划

网发电

--

--

计划。 除计划电的产业正在腾各大公司业纷纷扩大产外 , , 太阳能光伏发 飞 , 量 预测明年将达到年产兆瓦。 俄罗斯国立敖德萨理工大学的研究人

5300 员 [2 ] 提出了一 量

用水池吸收并储备太阳

, 然后再加以利用。 在一个深水池 中 , 如果没有对流 项新设 想, 能

和层流 , 那么在阳光照射有时候会高达数十下 , 水面和底层之间 会存在相当大的温差 , 度。 日前 , 国内首座 千瓦塔式太阳能发电站在江宁建, 经 专家验收

成 70 后 , 并网发电。 是目

前全世界已经建成发电实验示范电站之

10 个塔式热 一。 欧美等国在 20 世纪 80 年代 的

并在多条高速公路上实际应

瑞士在 19 年沿 末就开始研究和建造光伏声屏 障系统 , 用。

A 13 高速公路旁安装了 100KW 的光伏声屏障系每年平均发电 10.

, 到 2000 年统计 统 8

岳静等人

] 提出了将太阳能用于黄河通讯网中 , 并且 万 KW h, 同时又降低了交通噪声。 [3

年的奥运会 , 北京将成为我国在太阳能应用方面取得 了预期的效2008 的最 果。 大展示窗

几个方奥运村施工现场对太阳能的利用主要有以

口。 目前, 下 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

, 将涂敷吸热涂层的 金属膜片与发泡聚氨酯 产品

保温材料复合而冬季吸收太阳辐射热

将太阳墙板安装在 建筑物南侧外墙上 , 成 , 能 , 通过 室内空气 , 夏季将导孔堵, 热气流上墙体导孔加

塞 升 , 热 太阳墙板又能起遮阳 隔热的作

组 , 共 8m 的太阳能墙板 , 没使用其用。 奥运村现场选200m 2 办公室 , 安装了 4 2 它 取

热源 , 白天室温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 高于

的太阳能热水系平均每天提 供 ℃热水 , 满足

11t, 60 250 统 , 人洗浴需求, 系 统 相 当 于 电 加 热 kW , 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、 施工区道分别 安置了草坪灯、 庭院灯和路路 , 灯 , 目前共计 46 盏 , 按照定时器合计照明功率

制, 每晚可提供 8h 的控 的照明 , 3. 通过两个多月运行 ,

5kW , 相当于普通光源 35kW 照每日节约电费约为 385 元。初步展示了灯的外度 , 形、 照

而, 还能接受手机发出的短度、 效率和对天气的适应

且 , 太阳能信息灯不但提供照明 信 性。

息 , 并将 短信息滚动显示

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 在

3 、 太阳能利用存在的问( 1) 对开发太阳能

资 的重要信息通过手机短信实施远程发布。 题

源的战略意义认识不太阳能项目没有常规能源建设项目那样的固

长期以来 , 定 够 资金渠道

或已有的资金渠道不畅。 ( 2) 缺乏完整的激, 也是

支持是发展太阳能的关键 励 太

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阳能产业发展的初 用 光伏电源

( 3) 投入力度不缺少资金支装置等新能源设备的激励政够 持 , 成本高 , 太阳能应用成 策。

熟技术很难尽快大模推广应用到实际

( 下转第 74 页) 上。 规

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2. 努力提高集成创新的能力。 集成化是现代科技发展的

给予更多的优惠等。 重 要

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趋势 , 集成创新是科技加速进步和城市创新发展的重要一是加快重点产业共性关键

形式。 技

, 相关 技术的集成创新以及由此形成的竞争优

, 往往超过单 势 术研发。 在现代科技发展中

要力量 , 也是项技术 突破的意

自 义。 二是坚持以大企业为主体。 大企业是集成创新的主

之所以相当突出 , 最重要的因素就是主创新活动的组织者和引领 者。 德国的汽车产业 德国

力很强的汽车大企努力提高引进消化创新能3. 力。 拥有一批集成创新能 业。 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 术基础上的消化吸收创, 只有充分利用经济全球化带来的机遇, 加强引进技 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 , 合 , 建立有利于加强 消

一定要与消化、

吸收、

创新相结

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( 三 强化保障措施 , 营造良好的创新化吸收和创新的和机) 环境 1. 建立多元的投 制。

入体系。 建设创新型城首先要发挥对自主创市 , 要求我们不断完 善创新投入机制。 新 的引导作用 , 加大 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。 , 形成多元化、 多渠道、 高效 率的科技创新投入体系。 其次 增强科技资源配置能力

立创业投资公司或设立创业投资资

, 对科技成果转化和 要鼓励和支持企业和民间组织建 金

产业 化进行投资。 要强化企业在创新投入中的主体地, 支持和鼓励 大型企业集团提取

一 位

定数量的资集中用于关键大科技问题的研究开发和产业化投

金 , 性、 前沿性重 入。 另外要

个人依法设立各类科学基资助科学研用、

鼓励境内外组织、 金 , 究、 技术开发、 推广应 国

优化服务环境 , 是建设创新

型 际科技合作与交流以及科技普及。 2. 建立高效的服务体系。

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、 科技企业孵科技投融 化、 资、 技术交易等 五大科技中介服

为各项创新科技成果就地转化创造

务平台 , 件。 积极扶持创新组织的发展 , 加强多种类 条

型的科技企业孵化建设。 形成以企业为主产学研相结合的技术开发体系和以 器 体、 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 策环境 , 制定系统的促进自主创新

务体系。 要营造良好的创新政

的措施 , 包括支持企业成为技术创新主体的,

, 加强科技人才

队 促进引进 技术消化、 吸收和再创新的 , 加速高新技术产业化的

十七大报告指培养大批创新型人

出 , 伍建设的等。 3. 才。 要 “努力造就世 界一流科 , 使全 社会创新智慧竞相迸学家和科技领军人, 注重培养一线的创新人才 发、 才 各方面创 ”提高自主 创新能构建创新型城, 关键是

市 , 新人才大量涌现。 力 , 全面建设小康社会 人 , 提高自主创新能

, 才。 没 有大批全面发展的高素质创新型人才 力 建设 创新型城市就是一

句空话。 当前我们必须着重加强三个层次创 新型人才队伍建设 : 一是加强专业技术人才队

创新型科技人

伍建设 , 加快培养 才 , 特别是以中青年为主体的创新型领军人才。 二 是加强 党政人才建, 坚持正确的用人导设 , 向 , 大胆起用眼 对党政领导人才要注重创新能力的培养

三是加强企业经营管理人才队伍的建

, 在选配 界宽广、 思路开阔、 敢于创新 的干部。 设

好国有 企业经营管理者的同育企业家人才 , 时 , 为 要高度重视依靠市场机制、 中介组织培

, 建立健全科学

的 广大非公有制企业提供创新服务。 要不断健全 创新人才建设的各项机制

人才评价机选拔 任用机制、 合理流动机制和保障机有了一支规模可观、 结构 制、 制。 合

建设创新型城市 , 实现全面建设小会的宏伟目理的创新型人才队, 康社 标 , 就有了坚强 伍

参考文献 1 ] 梅克保 加快建设创新型城市 , 理论前

2006 ( l) .[2] 沿 , 的人才保障。 [

叶帆 . 以创新型城市推进和谐社会, 湖北行政学建设 院 学报,2007(3)[3] 饶华 建设 创新型城市的路径选

, 湖北行政学院学报 , . 2007 ( 3) 择

上接第 72 页)4 、解决方案 (1) 提高太阳能应用地位

把太阳能推广应用工作纳入重要的议事日 , 程 把太阳 能推广应用作为一项重要的 能源 , 纳入国民经济建设总加大投入力体 规划之中。 ( 2) 度 太阳能的发展仍处于初 (

--

--

期

, 产业未形成规模且获益能力低 , 尚不具备市场竞争力 , 国家应对太阳能应用加大投入, 保证资 金。 制定优惠政

3) 策 , ( 促进产业发展 建议制定有关减免税收、 价格补贴和

奖励相结合的通过给用户以一定比例补贴的办逐步引导老百姓惠 , 优 法 , 转 变观念 ,

, 逐步形成地方优势产最终促进产品进入市

业。 5 、 太阳能的应用前景 太阳能是未来人 场

最安全、 最绿色、 最理想的替能源。 一旦太阳能在全世界范围内得到广

类最合适、 代 泛

科学家预

使用化石能源所造成的环境污染 , 大大的改善环境。 言 : 未来大规模的太阳 能开发利随着时代的发的利用 , 就能降低因

用 , 有可能开辟新能源领域 , 从 而将人类带出传统的燃火时代。 展 ,

人类的探索赵敬邱永亮 将 使太阳能更完美地展示给人类。 参考文献 [1] 源 , 太

( 自然科学版 ) , 2001,

阳能建筑在西北地区的应用 . 前景. 西北建筑工程学院学报 --

18 主动式--

1

( 4 ) : 81 - 84. [ 2 ] 晓舒 太阳能水池 . 息 , 2002, 5: N o. 35. . [ 3 ] 岳

光机电信

静 , 黄文轩 . 太阳能电源的应用和展望 通讯世界 , . 2002, 8 ( 2) : . [ 4 ] 杨善勤 , 郎 四维 , 涂逢祥编著 . 建筑节能 . 北京 : 中国建筑 工业出版社 , 1999. [ 5 ] 陆维德 我国太 阳能建筑发展对策 . 太阳能 , 1999, 1: 2 . - 3.

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