太陽能的利用綜述(編輯修改稿)
2024-09-01 05:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。在這一階段里，加強(qiáng)了太陽能基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)材料的研究，取得了如太陽選擇性涂層和硅太陽電池等技術(shù)上的重大突破。平板集熱器有了很大的發(fā)展，技術(shù)上逐漸成熟。太陽能吸收式空調(diào)的研究取得進(jìn)展，建成一批實(shí)驗(yàn)性太陽房。對(duì)難度較大的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了初步研究。太陽能科技的發(fā)展總是和石油之類的常規(guī)能源掛鉤，盡管太陽能擁有幾乎可以無限制再生這樣的優(yōu)勢(shì)，但是高昂的投資，科研問題的高難度，難以便捷攜帶等問題還是讓這方面的研究不可避免的落入低谷。而轉(zhuǎn)機(jī)就在1973年10月爆發(fā)中東戰(zhàn)爭(zhēng)，在這次戰(zhàn)爭(zhēng)中，石油輸出國組織采取石油減產(chǎn)、提價(jià)等辦法，支持中東人民的斗爭(zhēng)，維護(hù)本國的利益。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進(jìn)口廉價(jià)石油的國家，在經(jīng)濟(jì)上遭到沉重打擊。這讓很多西方人認(rèn)識(shí)到了能源或者說石油帶來的危機(jī)，讓他們不得不深思，僅僅依靠石油這種從其他國家進(jìn)口且不可再生的能源來發(fā)展實(shí)不可取的，這種單一能源結(jié)構(gòu)是脆弱的，更甚至說是可能會(huì)成為給一個(gè)國家?guī)須绲囊蛩?。發(fā)達(dá)國家立即提出了，改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，向多元的高科技、可持續(xù)發(fā)展能源過度的能源戰(zhàn)略方針。太陽能和其他可持續(xù)發(fā)展的能演從新被提上了研究的議程。這可以說是太陽能科技發(fā)展的一次新生，人們終于從本質(zhì)上認(rèn)可了太陽能在未來能源結(jié)構(gòu)中的重要地位，世界上再次興起了開發(fā)利用太陽能熱潮。這是太陽能發(fā)展上的“黃金時(shí)代”，許多大型的科研成果都來自于這個(gè)時(shí)期，其中比較突出的貢獻(xiàn)有：如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、光解水制氫、太陽能熱發(fā)電等。更加重要的是太陽能終于開始在民用中開始普及，從此太陽能，在農(nóng)村推廣應(yīng)用太陽灶，在城市研制開發(fā)太陽能熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應(yīng)用，至此太陽能發(fā)展終于走上了科研—使用—收回投資的良性循環(huán),。由于大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。在這樣背景下，1992年聯(lián)合國在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，會(huì)議通過了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》，《21世紀(jì)議程》和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，這是太陽能利用科技的另一個(gè)高速發(fā)展期，其特點(diǎn)是：太陽能利用與世界可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合，全球共同行動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)世界太陽能發(fā)展戰(zhàn)略而努力；太陽能發(fā)展目標(biāo)明確，重點(diǎn)突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。綜上所述，太陽能科技在近代的發(fā)展道路是崎嶇的，和煤炭石油等傳統(tǒng)能源相比，太陽能的利用需要更加的科技化，需要更多的時(shí)間來發(fā)展，對(duì)其取舍的反復(fù)性也較高，盡管如此在未來的能源結(jié)構(gòu)中，太陽能仍是有著不可或缺的地位，21世紀(jì)的太陽能發(fā)展事業(yè)值得我們期待。[1]圖 1 太陽能高塔電站全景 Solar power tower panoramic view3 太陽能利用的現(xiàn)狀50年代第一塊實(shí)用的硅太陽電池的問世,揭開了光電技術(shù)的序幕,也揭開了人類利用太陽能的新篇章。世界光伏組件生產(chǎn)最近10年的平均年增長(zhǎng)率為22%,最近5年的年平均增長(zhǎng)率為35%,2005年已達(dá)到近800MW?？梢钥闯?世界光伏產(chǎn)業(yè)呈快速發(fā)展勢(shì)態(tài),成為世界發(fā)展最快的新興產(chǎn)業(yè)之一。在光伏產(chǎn)業(yè)方面,各國一直通過擴(kuò)大規(guī)模、提高自動(dòng)化程度,改進(jìn)技術(shù)水平、開拓市場(chǎng)等措施降低成本,并取得了巨大進(jìn)展。在研究開發(fā)方面,%,%,非晶硅電池實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定效率已突破15%,%,%。晶硅薄膜電池的研究自1987年以來發(fā)展迅速,成為世界關(guān)注的新熱點(diǎn)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng),有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲(chǔ)能裝置,主要用于無電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)和人口分散地區(qū),整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)很高；在有公共電網(wǎng)的地區(qū),光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運(yùn)行,省去蓄電池,不僅可以大幅度降低造價(jià),而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。目前,太陽能光伏發(fā)電的研究重點(diǎn)在開發(fā)高效率、低成本新型太陽能電池方面。主要包括非晶硅太陽能電池和微晶硅迭層薄膜電池的實(shí)驗(yàn)型研究。(a)非晶硅太陽能電池非晶硅是一種很好的太陽能電池材料,成熟的非晶硅太陽電池具有較高的穩(wěn)定性,效率已達(dá)到8%。隨著非晶硅太陽電池轉(zhuǎn)化效率的提高及生產(chǎn)成本的降低,柔性襯底非晶硅太陽電池,已經(jīng)應(yīng)用于一些實(shí)際領(lǐng)域。由于柔性襯底的非晶硅電池具有高比功率,輕便,柔韌性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以在光伏建筑一體
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