太阳能利用技术发展现状及前景分析.pdf

《太阳能利用技术发展现状及前景分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、太阳能利用技术发展现状及前景分析覃彪刘杨马程枫(遵义师范学院化学化工学院，贵州遵义563006)摘要：本文主要介绍了太阳能的重要性、优缺点、利用方式及分布特征，通过图表和数据简要分析了近年来国外和中国的利用现状，并展望了太阳能利用的前景。关键词：太阳能；利用现状；光热转换；光电转换能源是人类赖以生存的主要条件之一，能源的短缺，尤其是石油、天然气、煤等一次能源供应不足，已成为人类迫切解决的问题，太阳能是一种清洁、高效、环保安全和可无限使用的可再生新能源，资源总量巨大、分布广泛、就地取用，是最具竞争力、发展前景最为广阔的永久性能源。太阳能资源具有以下优点，清洁性：使用清洁、对环境影

2、响最小，是最为清洁的能源；普遍性：太阳光能照射到地球大部分面积，分布极广泛，可就地取用；丰富性：太阳一天放出的能量就够用一年，可利用量非常巨大，其总量具有“无限性”。太阳能资源也有以下缺点，分散性：单位面积的能源密度相对较低，各国和地区差异大；效率低：目前利用装置的效率低，而成本还比较高，不连续性：由于受到地理、天气、季节等不确定条件限制，存在不连续、不稳定的状况，使用时受到一定限制。1太阳能的利用方式太阳能的利用基本上有以下几种方式，光一热转换利用、光一电转换利用、光一生物转换利用和光一化学转换利用几大类⋯，其中光一热转换利用是现今应用最广、成本最低、技术最好的；光一化学转换

3、利用目前还处于初级阶段，大规模应用较少。本文着重介绍全球和中国的光一热转换和光一电转换利用的现状。1．1“光一热”转换“光一热”转换利用是指把太阳辐射能用集热器收集起来转换成为热能，用热能来为人类服务m1。“光一热”转换利用分为低温利用(太阳能热水器)、中温和高温利用91。在“光一热”转换利用中，现今太阳能热水器是技术和经济性最好的；太阳能热水器是利用太阳辐射转化为热能，用热能加热水的原理，来供给人们热水川。太阳能热水器是由集热器、保温水箱、支架、连接管道等部件组成

4、51，其集热器可以分为平板型、集光型、选择吸收膜等几种。1．2“光一电”转换“光一电”转换利用是指将太阳能资源转

5、换成为电能，包括太阳能的光热发电与太阳能光伏发电”1；“光一电”转换主要有两种利用方式，一是光能一热能一电能的转换，利用太阳辐射产生的热能来发电”1；它的原理是使用集热器来收集太阳辐射能量，把收集的热量变成热流体传输至蒸汽机中，利用能量来带动大型电伏组机器产生可利用的直流电或交流电。二是光能一电能的转换，它的主要原理是在光照之下，把太阳能电池组产生的电能给蓄电组充电或者直接给用电机器提供电能，这种发电方式也叫光伏发电。光伏发电主要是由太阳能电池板、控制器、逆变器三大部件组成，其中太阳能电池板起到核心作用，它是光转变为电能的枢纽【8l。太阳能电池板是一个半导体组件，有阳光照射在上

6、面时，半导体组件将光能转换为电能，当若干个电池板串联或并联组成电池方阵时就会产生大功率的电流一，。1．3“光一生物”转换“光一生物”转换利用是指绿色植物或某些细菌通过一些列复杂光合反应来实现光能转变成储存在体内的化学能，它是自然界最大规模的太阳能转换利用过程；现有巨型海藻、速生植物、油料作物等。1．4“光一化学”转换“光一化学”转换利用是指将光辐射能转变为化学能的过程；例如，光分解水制氢过程，由于氢反应后生成水，对环境无任何影响，故光分解水来制氢是“光一化学”转换利用中最理想的过程，它可以通过以下三种途径来进行，一是光电化学池，二是光助络合催化，三是半导体催化”⋯。2国外利用现

7、状2．1全球太阳能分布特征太阳能资源在地球上的分布差异比较大，辐射量强的区域有非洲的北部、撒哈拉地区、澳大利亚、欧洲的南部、美国的西南部、中国的西南部等；非洲南部地区、欧洲中部、南美洲南部等辐射量也很强””(图1)；而南北两极为辐射量贫乏地区。世界年太阳辐射总量单位：千卡j一錾末一年+一1十一一】17．o；警耳图1全球太阳能分布图2．2“光一热”转换利用现状太阳能热水器是“光一热”转换的重要利用，在世界范围内，太阳能热水器是技术最为良好的大规模行业，其优越性超过电热水器、燃气热水器。国外用太阳能热水器主要用来供暖，其次是供热水，而中国主要是供热水，供暖还处于初级阶段[1zl；在

8、使用类型上，美国的太阳能热水器主要是低温非玻璃热水器和玻璃热水器，低温非玻璃占据大部分市场，波兰、西班牙、印度等国主要使用的是平板式集热器；在热水器安装率方面，塞浦路斯、奥地利、以色列等人均安装率排在全球前几位，而中国的人均安装率很低；中国使用的屋顶热水器是全球最多的国家，占到总用量的60％；中国热水器产量为全世界之最。2．3“光一电”转换利用现状光热发电是“光一电”转换利用中技术最成熟的，在节能减排、低碳环保等方面具有巨大优势；光热发电的市场分布在非洲的北部、撒哈拉地区、欧洲的南部等太阳能