太陽能有什么特點及其應(yīng)用的廣泛性?
文章來源:未知時間:2022-02-17
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太陽能是人類最基本的能源。
壯麗的太陽已經(jīng)存在幾十億甚至上百億年,估計今后還將繼續(xù)“生存”這么久。太陽能的使用期限,幾乎跟太陽存在的時間一樣長。這就告訴我們,太陽能可以被看成是一種取之不盡、用之不竭的能源。
資源豐富是太陽能的又一個特點。有人估計,到2000年,全世界一次能源的消費量大約相當(dāng)于每年14萬億升石油,假定太陽能發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率是10%,那么太陽能電池的鋪設(shè)面積只要達到65萬平方公里,就能夠滿足全世界對能源的需求。這個65萬平方公里的面積相當(dāng)于什么呢?它僅僅是地球沙漠總面積的4%。
太陽能不僅數(shù)量巨大,萬世不竭,而且免費供應(yīng),比任何能源都干凈,難怪在當(dāng)前能源資源日趨短缺、全球環(huán)境嚴重惡化的情況下,太陽能的開發(fā)利用受到了世界上許多國家的重視。一些能源政策分析家相信,太陽能至少可以提供全世界1/3的用電量。
開發(fā)利用太陽能的現(xiàn)狀也很令人鼓舞。手表、立體聲音響裝置、打字機、通話器等都已利用太陽能;太陽能電視機、通風(fēng)機、路燈、泵等也將投入實際應(yīng)用。白天儲存太陽能、晚上利用太陽能的庭園走道照明燈,1988年的銷售量超過100萬件;帶有太陽能電池的計算器,目前的營業(yè)額已達10億美元。各種各樣的太陽能器具更是琳瑯滿目,不斷推出新產(chǎn)品。
用戶對太陽能裝置的需求量正以每年15%~20%的速率增長,偏僻地區(qū)需求量的增長幅度更大,達40%~50%。十多年前絕大多數(shù)人還沒有聽說過太陽能電池這個詞兒,可它現(xiàn)在已擁有迅速發(fā)展的真正市場,1992年的產(chǎn)量達到57.9萬千瓦,是15年前的26倍。太陽能工業(yè)正在越過它不成熟的階段向前發(fā)展,前途光明,崛起近在眼前。
1978年5月3日,美國舉行了一次以開發(fā)利用太陽能為主旨的“太陽日活動”,有2000萬人參加。過了一年,當(dāng)時的美國總統(tǒng)卡特宣布,到2000年,美國要把太陽能在能源構(gòu)成中的比重提高到20%?,F(xiàn)在,這項保證已經(jīng)成為過去,由于石油價格的下降和政府支持政策的改變,卡特盲目樂觀的開發(fā)利用太陽能的計劃沒有成為現(xiàn)實。
但是現(xiàn)在情況正在起變化。美國的太陽能研究不斷取得進展,成本的降低和技術(shù)上的突破使更多的用戶開始用得起太陽能,再加上太陽能在保護環(huán)境方面的巨大好處,使主張利用太陽能的人大受鼓舞。在不久前進行的一次全國性調(diào)查中,過半數(shù)的美國人認為今后10年使用最多的能源是太陽能和核能。1989年,太陽能發(fā)電量在美國的總發(fā)電量中只占千分之一左右,而根據(jù)最近的進展,到下個世紀初,這個比重有可能提高到1%,目前美國的發(fā)電能力是6億千瓦左右,1%就是600萬千瓦,大約可以滿足300多萬人用電的需要。
缺乏能源資源的日本,一向十分重視太陽能的開發(fā)利用。它制定了著名的“陽光計劃”,投入不少的人力物力研究開發(fā)太陽能技術(shù),在太陽能材料、太陽能發(fā)電等方面都取得了很多突破性成就,現(xiàn)在已經(jīng)是世界上生產(chǎn)和銷售太陽能裝置最多的國家。專家們認為,對于國土資源短缺的日本來說,最經(jīng)濟實惠的辦法是在住宅屋頂上鋪設(shè)太陽能電池,建造這類樣板房的“陽光計劃”正在實施之中。據(jù)說,到2000年,日本將能通過太陽能發(fā)電解決本國能源需求的10%。
澳大利亞是世界上利用太陽能發(fā)展偏遠地區(qū)通信事業(yè)的先驅(qū)。它現(xiàn)在已將20萬千瓦的太陽能電力用到電話通信中,今后將有更多的太陽能電力被用來發(fā)展光纖通信和數(shù)字通信。太陽能電力已經(jīng)成為澳大利亞電信業(yè)的可靠組成部分之一。
不少發(fā)展中國家也很重視太陽能的開發(fā)利用。印度正在大力開發(fā)太陽能,并且建成了自己的太陽能熱電站;巴基斯坦希望在今后幾年內(nèi),使兩萬個村莊實現(xiàn)太陽能化;利比亞有30%的居民用太陽灶做飯;非洲和拉丁美洲有許多國家用上了太陽能排灌機械;沙特阿拉伯正在建設(shè)世界上最大的太陽能工程……
在太陽能的開發(fā)利用上,我國起步比較晚,但進展比較快。北京、上海首先成立了太陽能研究所,在太陽能開發(fā)研究上有不少發(fā)明創(chuàng)造。到1984年,我國已有從事太陽能開發(fā)研究的單位160多個,專業(yè)科技人員3000多人,生產(chǎn)太陽能設(shè)備的工廠百余家。許多太陽能的開發(fā)利用項目已經(jīng)由研究試驗逐步走向推廣應(yīng)用,并且取得了良好的節(jié)能和經(jīng)濟效果。
太陽能熱利用是當(dāng)前太陽能利用的主要方面,我國許多地方已用上太陽能熱水器、太陽灶、太陽房、太陽能干燥器、太陽能制冷機、太陽能蒸餾器、太陽爐等等,是目前使用太陽灶和太陽能熱水器最多的國家。
我國從50年代開始研究太陽能電池,首先研制成功的是硅電池,并于1971年3月第一次用到我國發(fā)射的第二顆人造衛(wèi)星上,在太空中運行了8年3個月。以后太陽能電池逐步推廣應(yīng)用到航標燈、鐵路信號燈、割膠燈、黑光燈、電圍欄、氣象通信、電視差轉(zhuǎn)臺、旅游船、鐘表、臺燈、蒙古包照明等許多方面。我國自行設(shè)計安裝的功率為10千瓦的太陽能實驗電站,已分別在甘肅榆中縣、西藏草吉縣和北京大興縣建成。5個生產(chǎn)太陽能電池的合資企業(yè),年生產(chǎn)能力可達5000千瓦。
有關(guān)專家估計,1年里投射到我國陸地上的太陽能大約是1億億千瓦小時,相當(dāng)于1.2萬億噸標準煤。同如此豐富的太陽能資源相比,我國目前已經(jīng)開發(fā)利用的那一點點太陽能,實在是太少太少了。