太阳能的利用综述

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1、太阳能的利用综述太阳以电磁波的形式向宇宙辐射能量，称为太阳辐射能，简称太阳能。地球表面每平方米年辐射太阳能相当于200吨标准煤的发热量，而且太阳能是清洁、无污染、可再生的自然资源。从世界范围来看，当今国际事务中存在的突出问题之一就是能源之争，如何获取更多的能源资源成为了国家与国家之间矛盾产生的根源；同时新能源的开发和利用亦成为了重要的研究项目之一。从国内来看，能源问题关系我国经济发展、社会稳定和国家安全，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展，是我国现代化建设中一项长期的重大战略任务。党的十七届五中全会，在对我国“第十二个

2、五年规划”建议中，提出了三个重大转型，其中第二个转型，就是从高碳向低碳转型。经过几十年的努力，特别是经过“十一五”，开发利用再生能源、清洁能源，已在我国形成相当的产业规模，其中太阳能的利用，可谓方兴未艾，大有可为。一、太阳能利用技术的形式从太阳能的整体利用形式来看，大致有以下三种：1、太阳能光热技术太阳能光热技术是指将太阳辐射能转化为热能进行利用的技术。按利用的温度不同分为太阳能低温(<100℃)利用、中温(100～500℃)利用和高温(>500℃)利用。太阳能光热技术的利用通常可分直接利用和间接利用两种形式。常见的直接利用方

3、式有以下四种方式：(1)利用太阳能热水器提供生活热水；最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。(2)利用太阳能空气集热器进行供暖或物料干燥；太阳能干燥比较适于农副产品的干燥，一般温度在60℃以下，不会破坏食品的营养价值，；木材采用太阳能预干不仅节能，还可以防止因为干燥温度过高，而使木材开裂、变

4、形。太阳能干燥技术设备应用于食品和植物的深加工中，可以有效地防止菌虫对物料的侵害和变质变色现象的发生，有效地保持了物料原有的优良品质，也避免了因为干燥加工而造成的二次污染（如灰尘等污染物的污染）。(3)基于集热一储热原理的间接加热式被动太阳房；(4)利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。目前技术比较成熟且应用比较广泛的是太阳能热水器及蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥等。其他几种技术还处于研究开发阶段，且由于一次性投资较大，要想走向市场和大范围推广尚需时日。太阳能间接利用的主要形式有：(1)太阳能吸收式制冷；(2)太阳能吸附式

5、制冷；(3)太阳能喷射制冷。但目前也还处于研究阶段，有的仅仅制造出了样机，尚未形成定型产品和批量生产。2、太阳能光电技术太阳能之所以引起全世界的关注，一个重要原因是：由于这些年来人们对太阳能光电池所做的努力，已经使多晶硅光电池转化率达到15%，单晶硅光电池转化率是20%，砷化镓光电池是25%，在实验室中特制的砷化镓光电池甚至已高达35%—36%！太阳能未来的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。　　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

6、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。太阳能光电技术是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存起来，晚上在放电控制器的控制下释放出来，供室内照明和其他需要。　　太阳能光电转换系统主要由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池、负荷等部分组成。其中，光电池组件由多个单晶硅或多晶硅单体电池通过串并联组成，其主要作用是把光能转化为电能；充放电控制器主要用来控制蓄电池的充电和放电

7、，并具有反向放电保护功能和极性反接电路保护功能，还能够实现对系统的监控和数据采集；蓄电池为系统的储能设备，它的主要作用是将太阳能电池所产生的电能储存起来，在用户需要时提供能源。我国西部沙漠地区将能集中地提供丰富的太阳能。我国现有沙漠约52万平方公里，有沙漠化土地17.6万平方公里，潜在沙漠化土地15.8万平方公里，三者共计为85.4万平方公里。大部分集中在内蒙古地区和新疆地区。如果太阳能转化为电的效率是15%，每平方米的面积将能提供约0.036千瓦的电能，其日平均将能提供约0.41千瓦小时的电能。如果沙漠地区每年有360天的日

8、照时间，那么每平方米面积的沙漠，将能年提供约360×0.41=150千瓦小时的电能。85.4万平方公里的沙漠将能年提供85.4×150×1010=1.28×1014度电。以火力发电的年运转时为6400小时来计算，上述太阳能供电将等价于2×1010千瓦的电力装机。如以每标准核电