【正文】 　　太陽能熱水器裝置通常包括太陽能集熱器、儲水箱、管道及抽水泵其他部件。 　　從全國來看，我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高達7 kWh/㎡。 　　太陽能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級氣象臺站取得，也可以從國家氣象局取得。這些地區(qū)包括湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇北部、安徽南部以及黑龍江、臺灣東北部等地。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺灣西南部等地。這些地區(qū)包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達2333 KWh/㎡（㎡），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。 　　一類地區(qū)　　為我國太陽能資源最豐富的地區(qū)，年太陽輻射總量6680～8400 MJ/㎡，～㎡。 [編輯本段]【我國太陽能資源】　　在我國，西藏西部太陽能資源最豐富，最高達2333 KWh/㎡ （㎡ ），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來?！　〉诙覈鞘澜缟献畲蟮拿禾可a(chǎn)國和消費國，煤炭約占商品能源消費結(jié)構(gòu)的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設(shè)應(yīng)該遵循的原則。在今后相當一段時期內(nèi)，太陽能利用的進一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟性的制約。　　(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。　　(2)不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、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，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1／5左右，這樣的能流密度是很低的。　　缺點：　　(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。　　(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億t標煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。 [編輯本段]【利弊】　　優(yōu)點：　　(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且勿須開采和運輸。這一方面說明太陽能開發(fā)難度大，短時間內(nèi)很難實現(xiàn)大規(guī)模利用；另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應(yīng)，政治和戰(zhàn)爭等因素的影響，發(fā)展道路比較曲折。通過以上回顧可知，在本世紀100年間太陽能發(fā)展道路并不平坦，一般每次高潮期后都會出現(xiàn)低潮期，處于低潮的時間大約有45年。這次會議進一步表明了聯(lián)合國和世界各國對開發(fā)太陽能的堅定決心，要求全球共同行動 ，廣泛利用太陽能。這些文件的制定和實施，對進一步推動我國太陽能事業(yè)發(fā)揮了重要作用。世界環(huán)發(fā)大會之后，我國政府對環(huán)境與發(fā)展十分重視，提出10條對策和措施，明確要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質(zhì)能等清潔能源”，制定了《中國21世紀議程》，進一步明確 了太陽能重點發(fā)展項目。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”，會議通過了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》， 《21世紀議程》和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環(huán)境與發(fā)展納入統(tǒng)一的框架，確立了 可持續(xù)發(fā)展的模式。這一階段，雖然太陽能開發(fā)研究經(jīng)費大幅度削減，但研究工作并未中斷，有的項目還進展較大，而且促使 人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標，調(diào)整研究工作重點，爭取以較少的投入取得較大的成果。 受80年代國際上太陽能低落的影響，我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽能利用投資大、效果差、貯能難、占地廣，認為太陽能是未來能源，主張外國研究成功后我國引進技術(shù)。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經(jīng)費，其中美國最為突出。 　　太陽熱水器、太陽電池等產(chǎn)品開始實現(xiàn)商業(yè)化，太陽能產(chǎn)業(yè)初步建立，但規(guī)模較小，經(jīng)濟效益尚不理想。例如，美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示范衛(wèi)星電站，1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。 　　研究領(lǐng)域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，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。開發(fā)利用太陽能成為政府行為，支持力度大大加強。當時，我國也興起了開發(fā)利用太陽能的熱潮。這次會議之后，太陽能研究和推廣工作納入了我國政府計劃，獲得了專項經(jīng)費和物資支持。一些有遠見的科技人員，紛紛投身太陽能事業(yè)，積極向政府有關(guān)部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態(tài)；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……。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。1973年，美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃，太陽能研究經(jīng)費大幅度增長，并且成立太陽能開發(fā)銀行，促進太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。這次“危機”在客觀上使人們認識到：現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須徹底改變，應(yīng)加速向未來能源結(jié)構(gòu)過渡。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進口廉價石油的國家，在經(jīng)濟上遭到沉重打擊。 　　第四階段(1965~1973年）　　這一階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術(shù)處于成長階段，尚不成熟，并且投資大，效果不理想，難以與常規(guī)能源競爭，因而得不到公眾、企業(yè)和政府的重視和支持。太陽能吸收式空調(diào)的研究取得進展，建成一批實驗性太陽房。在這一階段里，加強了太陽能基礎(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。1960年，在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調(diào)系統(tǒng)，制冷能力為5冷噸。 在這一階段，太陽能研究工作取得一些重大進展，比較突出的有：1945年，美國貝爾實驗室研制成實用型硅太陽電池，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；1955年，以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學(xué)會議上提出選擇性涂層的基礎(chǔ)理論，并研制成實用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)造了條件。 　　第二階段（1920~1945年）　　在這20多年中，太陽能研究工作處于低潮，參加研究工作的人數(shù)和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)（1935~1945年）有關(guān)，而太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。 　　第一階段(1900~1920年)　　在這一階段，世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點工質(zhì)，裝置逐漸擴大，實用目的比較明確，造價仍然很高。這些動力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽光，發(fā)動機功率不大，工質(zhì)主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究制造。該發(fā)明是一臺利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。德20世紀70年代以來，太陽能科技突飛猛進，太陽能利用日新月異。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。除了運用適當?shù)目萍紒硎占柲芡?，建筑物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設(shè)計時加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。近年，天臺及建筑物表面均會使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。簡單的光伏電池可為手表及計算機提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電?！　　痉诸悺俊　√柲芄夥?　　光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。自從19世紀科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀末．我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)業(yè)化最快。這個過程的的實質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少污染的時代。 　　太陽能既是一次能源，又是可再生能源。 　　盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一，但已高達173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤。在海平面上的標準峰值強度為1kw/m2，㎡，相當于有102000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地熱能資源除外），雖然太陽能資源總量相當于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。地球軌道上的平均太陽輻射強度為1367w/㎡。 利用方式 　　現(xiàn)在，太陽能的利用還不是很普及，利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題，但是太陽能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。 我國太陽能利用產(chǎn)業(yè)前景 【太陽能電池】只要全社會意見一致，2040年將會大規(guī)模發(fā)射衛(wèi)星，21世紀后期，100萬千瓦級、500萬千瓦級的巨大宇宙太陽發(fā)電站將會出現(xiàn)。目前SPS2000研究小組考慮于2010年發(fā)射宇宙太陽能發(fā)電衛(wèi)星。在宇宙太陽發(fā)電的情況下，制作太陽電池、火箭及火箭燃料時還要產(chǎn)生二氧化碳。1996年慶應(yīng)大學(xué)的吉岡完治教授等人假定，太陽能發(fā)電衛(wèi)星的耐用年數(shù)為30年，并將其與火力發(fā)電、核能發(fā)電等其他發(fā)電方式的二氧化碳排放量進行了比較。必須對衛(wèi)星零部件制造、衛(wèi)星發(fā)射升空及受電設(shè)施制造等項成本多少年可回收進行綜合評價。目前日本宇宙科學(xué)研究所正在使用可重復(fù)使用的火箭試驗裝置，進行未來型宇宙運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究。假如以每公斤20000－30000日元計，60公斤重的人，花120萬180萬日元便可實現(xiàn)去宇宙旅行的夢想。如果實現(xiàn)發(fā)射低成本化，各種需求會應(yīng)運而生。SPS現(xiàn)階段的總重量為240噸，發(fā)射預(yù)算為2400億日元?！　榻档陀钪婵臻g的建設(shè)成本，需要開發(fā)無人自動組裝技術(shù)。移動電話也使用微波，移動電話的小型化和低成本化顯示出微波發(fā)送與接收技術(shù)的快速發(fā)展。SPS2000使用半導(dǎo)體元件將電力轉(zhuǎn)換成微波。目前人造衛(wèi)星上使用的太陽電池與地面上使用的太陽電池的成本之比為100：1。如按照這一數(shù)據(jù)計算，建造與SPS2000相同的輸出功率為10000千瓦的地面太陽發(fā)電站只需150億日元，也就是說，用以往的宇宙技術(shù)建造太陽發(fā)電衛(wèi)星是不經(jīng)濟的。1998年始建的國際空間站的總重量約460噸，預(yù)算為270億美元?！　〉请姶挪▽ι鷳B(tài)系統(tǒng)、地球環(huán)境的影響尚有很多不明了之處，長期送電是否對環(huán)境產(chǎn)生影響還需進行必要的研究。地面上送電的能量密度最高為0．0001瓦/米2，所以2．45千兆赫符合國際安全標準。被調(diào)查的這些國家都很關(guān)注SPS2000計劃，并愿意對受電設(shè)施的建設(shè)給予協(xié)作?！　?jù)測試，SPS2000計劃中的微波受電地區(qū)局限于北緯3度南緯3度的地帶。在日本，250千瓦是300個家庭的用電量。要想用微波接收全部電力需架設(shè)直徑2公里的接收天線。因此在SPS2000計劃中，太陽電池板發(fā)電的50％在地面上可得以利用，所以送電效率約50％　　微波送電時，受電設(shè)施需向衛(wèi)星發(fā)射誘導(dǎo)信號，這樣衛(wèi)星便可向受電設(shè)施傳送微波。目前所制定的目標是將轉(zhuǎn)換效率提高到75％?！　√栯姵匕l(fā)的電被轉(zhuǎn)換成微波后送往地面。非晶硅太陽電池的特點是重量輕、柔軟性好、成本低、易批量生產(chǎn)。衛(wèi)星建成后由機器人進行保養(yǎng)，由于采用的是1100公里的低軌道，所以發(fā)出的電力僅夠日本使用，但赤道附近的國家每天約有12次接收電力的機會?！　≡赟PS2000中所設(shè)計的太陽發(fā)電衛(wèi)星是一個邊長為336米的正三角棱柱體，柱的全長為303米，總重量為240噸，在棱柱體兩個面上鑲有太陽電池板，剩下的一面裝設(shè)有發(fā)送微波的天線?！　∑駷橹?，由于SPS2000尚未列入正式的國家研究計劃之中，因此，2000年就不能實現(xiàn)發(fā)射。日本的SPS2000計劃　　所謂SPS2000是指最遲到2000年在圍繞地球的軌道上組建輸出10000千瓦的太陽能發(fā)電衛(wèi)星，首先把發(fā)射軌道定在赤道上空1100公里處，供電范圍定在赤道附近的一些國家。最近美國航天局重新開始了對宇宙太陽發(fā)電的研究，雖然對其成本問題尚未進行研究，但1998年后將會大幅增加研究經(jīng)費，而且研究的進度將會加快。目前該研究會的事務(wù)局設(shè)在東京大學(xué)，正在從事研究信息的交換及對外信息的提供。日本政府又于1990年成立了“SPS2000”宇宙太陽發(fā)電系統(tǒng)實用化研究小組，該小組的研究一直持續(xù)至今。但是，隨著近年來地球環(huán)境問題的日益嚴重，對宇宙太陽發(fā)電的認識又有所改變，自80年代后期開始重新掀起了宇宙太陽發(fā)電熱。但由于難以預(yù)測的巨大建造成本等問題，這項研究于1980年終止。按每顆衛(wèi)星總重量50000噸計算，每年發(fā)射2顆，在30年內(nèi)計劃總計要發(fā)射60顆衛(wèi)星。滿足美國的總電力需求　　經(jīng)歷了70年代的石油危機后，美國能源部與美國航空航天局合作，自1976年開始實施宇宙太陽能發(fā)電的研究，其研究內(nèi)容有，假定21世紀之初美國所需的3億千瓦電力全部由宇宙太陽能發(fā)電提供的話，會對環(huán)境、經(jīng)濟、社會等方面產(chǎn)生什么樣的影響，同時還要將宇宙太陽能與火力、核能、核聚變等其他發(fā)電方法進行比較。送電用的微波是光波(即電磁波)的一種，屬于衛(wèi)星廣播、微波爐、移動電話使用的波長范圍。除日食期間外，可以不分晝夜、不分季節(jié)和不管天氣好壞進行發(fā)電，因此，在宇宙空間太陽能的利用率約是地面上利用率的10倍。靜止軌道上的衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)周期是一致的，即每日自轉(zhuǎn)1周，所以從地面上看衛(wèi)星總是處在同一位置上。他提出將衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道，然后利用微波將太陽電池獲得的電力送到地面，這樣人類便可獲得無限的綠色能源。　　利用陽光發(fā)電的最好方法是不斷地用太陽能在宇宙空間發(fā)電?！　〉?，在地面上每平方米太陽能僅能獲得約1千瓦的電力，而且太陽能的利用還要受天氣因素的影響。為使發(fā)電過程不排放對人體有害的氮氧化物等氣體、放射性廢棄物及造成地球變暖的二氧化碳，人們期待著開發(fā)綠色發(fā)電技術(shù)。1990年，日本政府在休斯頓舉行的各國政府首