太陽(yáng)能行業(yè)背景及應(yīng)用領(lǐng)域介紹

1、太陽(yáng)能行業(yè)背景及應(yīng)用領(lǐng)域一、行業(yè)背景隨著人類無(wú)止境的開發(fā)地球能源，人類所面臨的資源枯竭危機(jī)不 斷加深，加上地球生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，人類已經(jīng) 遭遇了前所未有的生存危機(jī)。人類只有一個(gè)地球，其生態(tài)系統(tǒng)是不可 能再造的。早在17世紀(jì)初，人類就已經(jīng)意識(shí)到這一問(wèn)題，并在新能 源探索上不斷做出努力，特別是太陽(yáng)能利用領(lǐng)域取得輝煌成就。前期各國(guó)都是在探索中進(jìn)行的直到1992年聯(lián)合國(guó)在巴西召開 “世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，通過(guò)了里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言，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。其它像德國(guó) 等歐共體國(guó)家及一些發(fā)展中國(guó)家也紛紛制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃。與此同時(shí)，許多國(guó)家還從政策上

2、采取措施，鼓勵(lì)開發(fā)利用潔凈能 源。如丹麥政府對(duì)安裝風(fēng)力機(jī)的用戶給予100%的安裝費(fèi)用補(bǔ)貼。這 一時(shí)期，各國(guó)加強(qiáng)了太陽(yáng)能研究工作的計(jì)劃性，不少國(guó)家制定了近期 和遠(yuǎn)期太陽(yáng)能發(fā)展計(jì)劃，研究領(lǐng)域不斷拓展，研究工作日益深入，取 得了大批科研成果。國(guó)際間合作也十分活躍，許多發(fā)展中國(guó)家也開始 積極參與太陽(yáng)能開發(fā)利用工作。開發(fā)利用太陽(yáng)能和可再生能源成為國(guó) 際社會(huì)的一大主題和共同行動(dòng)，成為各國(guó)制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要 內(nèi)容。自“六五”以來(lái)我國(guó)政府一直把研究開發(fā)太陽(yáng)能和可再生能源技 術(shù)列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃，大大推動(dòng)了我國(guó)太陽(yáng)能和可再生能源技術(shù) 和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)政府明確提出：“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽(yáng)能、 風(fēng)能、

3、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等清潔能源。制定了中國(guó)21世 紀(jì)議程，進(jìn)一步明確了太陽(yáng)能重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)十余年的努力， 中國(guó)已成為世界公認(rèn)的太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)大國(guó)。太陽(yáng)能利用包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電，以及太陽(yáng)能熱 水器和太陽(yáng)房、太陽(yáng)能空調(diào)等利用方式。1.1光伏發(fā)電：目前光伏發(fā)電居世界各國(guó)前列的是日本、德國(guó)和美國(guó)。中國(guó)光伏 發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，90年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期。 太陽(yáng)電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。經(jīng)過(guò)30多年的努力，已迎來(lái)了 快速發(fā)展的新階段。在“光明工程”先導(dǎo)項(xiàng)目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國(guó)家 項(xiàng)目及世界光伏市場(chǎng)的有力拉動(dòng)下，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。到 2007年年底，全

4、國(guó)光伏系統(tǒng)的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10萬(wàn)千瓦，從事太 陽(yáng)能電池生產(chǎn)的企業(yè)達(dá)到50余家，太陽(yáng)能電池生產(chǎn)能力達(dá)到290萬(wàn) 千瓦，太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量達(dá)到1188MW，超過(guò)日本和歐洲，并已初步 建立起從原材料生產(chǎn)到光伏系統(tǒng)建設(shè)等多個(gè)環(huán)節(jié)組成的完整產(chǎn)業(yè)鏈， 特別是多晶硅材料生產(chǎn)取得了重大進(jìn)展，突破了年產(chǎn)千噸大關(guān)，沖破 了太陽(yáng)能電池原材料生產(chǎn)的瓶頸制約，為我國(guó)光伏發(fā)電的規(guī)?；l(fā)展 奠定了基礎(chǔ)。目前從能源供應(yīng)安全和清潔利用的角度出發(fā)，世界各國(guó)正把太陽(yáng) 能的商業(yè)化開發(fā)和利用作為重要的發(fā)展趨勢(shì)。歐盟、日本和美國(guó)把 2030年以后能源供應(yīng)安全的重點(diǎn)放在太陽(yáng)能等可再生能源方面。預(yù) 計(jì)到2030年太陽(yáng)能發(fā)電將占世界電力供應(yīng)的

5、10%以上，2050年達(dá)到 20%以上。大規(guī)模的開發(fā)和利用使太陽(yáng)能在整個(gè)能源供應(yīng)中將占有一 席之地。（一）美國(guó)將低碳產(chǎn)業(yè)作為重振經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略選擇2007年7月，美國(guó)參議院提出低碳經(jīng)濟(jì)法案。美國(guó)政府發(fā)展 低碳經(jīng)濟(jì)的政策措施可以分為節(jié)能增效、開發(fā)新能源、應(yīng)對(duì)氣候變化 等多個(gè)方面，其中，新能源是核心。2009年1月，奧巴馬宣布了“美國(guó)復(fù)興和再投資計(jì)劃”，以發(fā)展新 能源作為投資重點(diǎn)，計(jì)劃投入1500億美元，用3年時(shí)間使美國(guó)新能 源產(chǎn)量增加1倍，到2012年將新能源發(fā)電占總能源發(fā)電的比例提高 到10%，2025年，將這一比例增至25%。2009年2月，美國(guó)正式出 臺(tái)了美國(guó)復(fù)蘇與再投資法案，投資總額達(dá)787

6、0億美元，主要用于 新能源的開發(fā)和利用，包括發(fā)展高效電池、智能電網(wǎng)、碳儲(chǔ)存和碳捕 獲、可再生能源（風(fēng)能和太陽(yáng)能等）。2009年6月，美國(guó)完成了美國(guó)清潔能源與安全法案，用立法 的方式提出了建立美國(guó)溫室氣體排放權(quán)（碳排放權(quán)）限額一交易體系 的基本設(shè)計(jì)。（二）歐盟將低碳經(jīng)濟(jì)視為“新的工業(yè)革命”2007年3月，歐盟委員會(huì)提出的一攬子能源計(jì)劃，帶動(dòng)歐盟經(jīng) 濟(jì)向高能效、低排放的方向轉(zhuǎn)型。2008年12月，歐盟通過(guò)的能源氣候一攬子計(jì)劃，包括歐盟排放 權(quán)交易機(jī)制修正案、歐盟成員國(guó)配套措施任務(wù)分配的決定、碳捕獲和 儲(chǔ)存的法律框架、可再生能源指令、汽車二氧化碳排放法規(guī)和燃料質(zhì) 量指令等6項(xiàng)內(nèi)容。2009年3月，歐

7、盟宣布，在2013年前出資1050億歐元支持“綠 色經(jīng)濟(jì)”，促進(jìn)就業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，保持歐盟在“綠色技術(shù)”領(lǐng)域的世界 領(lǐng)先地位。2007年10月7日，歐盟委員會(huì)建議歐盟在未來(lái)10年內(nèi) 增加500億歐元發(fā)展低碳技術(shù)，根據(jù)這項(xiàng)立法建議，歐盟發(fā)展低碳技 術(shù)的年資金投入將從目前的30億歐元增加到80億歐元。歐盟委員會(huì) 還聯(lián)合企業(yè)界和研究人員制定了歐盟發(fā)展低碳技術(shù)的“路線圖”，計(jì)劃 在風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能源、二氧化碳的捕獲和儲(chǔ)存等六個(gè)具有發(fā)展 潛力的領(lǐng)域，大力發(fā)展低碳技術(shù)。（三）英國(guó)將低碳產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)目前英國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)每年能創(chuàng)造超過(guò)1000億英鎊的產(chǎn) 值，為88萬(wàn)人創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。其實(shí)，“低

8、碳經(jīng)濟(jì)”最早見諸政府文件是在2003年的英國(guó)能源 白皮書我們能源的未來(lái)：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)。也就是說(shuō)，早在2003 年，英國(guó)就在能源白皮書中正式提出了低碳經(jīng)濟(jì)概念，提出了將 于2050年建立低碳社會(huì)的目標(biāo)。2005年，英國(guó)建立了 3500萬(wàn)英鎊 小型示范基金。2008年，英國(guó)頒布了氣候變化法案，在這一法案 中，英國(guó)政府承諾，到2020年，將削減26%-32%的溫室氣體排放； 到2050年，將實(shí)現(xiàn)溫室氣體的排量降低60%的長(zhǎng)期目標(biāo)。2009年4月，布朗政府宣布將“碳預(yù)算”納入政府預(yù)算框架，使之 應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面，并在與低碳經(jīng)濟(jì)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)上追加了 104億 英鎊的投資，英國(guó)也因此成為世界上第一個(gè)公布

9、“碳預(yù)算”的國(guó)家。2009年7月15日，英國(guó)政府公布了發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的國(guó)家戰(zhàn)略藍(lán) 圖，具體內(nèi)容包括以下三個(gè)方面：一是大力發(fā)展新能源。到2020年 可再生能源在能源供應(yīng)中要占15%的份額，其中40%的電力來(lái)自低 碳領(lǐng)域（30%來(lái)源于風(fēng)能、波浪能和潮汐能等可再生能源，10%來(lái)自 核能）。二是推廣新的節(jié)能生活方式。在住房方面，英國(guó)政府撥款32 億英鎊用于住房的節(jié)能改造，對(duì)那些主動(dòng)在房屋中安裝清潔能源設(shè)備 的家庭進(jìn)行補(bǔ)償，預(yù)計(jì)將有700萬(wàn)家庭因此受益。在交通方面，新生 產(chǎn)汽車的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)在2007年基礎(chǔ)上平均降低40%。三是向 全球推廣低碳經(jīng)濟(jì)的新模式。2009年哥本哈根氣候變化會(huì)議的召開，以低能

10、耗、低污染、低 排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式-低碳經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)在世界人民面前，發(fā)展低碳 經(jīng)濟(jì)已成為世界各國(guó)的共識(shí)，倡導(dǎo)低碳消費(fèi)也已成為世界人民新的 生活方式。2009年9月，胡錦濤主席在聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)上承諾，中國(guó) 將進(jìn)一步把應(yīng)對(duì)氣候變化納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，并繼續(xù)采取強(qiáng)有力 的措施。一是加強(qiáng)節(jié)能、提高能效工作，爭(zhēng)取到2020年單位國(guó)內(nèi)生 產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年有顯著下降。二是大力發(fā)展可再生能 源和核能，爭(zhēng)取到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15% 左右。三是大力增加森林碳匯，爭(zhēng)取到2020年森林面積比2005年增 加4000萬(wàn)公頃，森林蓄積量比2005年增加13億立方米。四是大力 發(fā)

11、展綠色經(jīng)濟(jì)，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，研發(fā)和推廣氣候友好 技術(shù)。中國(guó)可再生能源法的頒布和實(shí)施，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 提供了政策的保障；京都議定書的簽定，環(huán)保政策的出臺(tái)和對(duì)國(guó)際的 承諾，給太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇；西部大開發(fā)，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè) 提供巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)；中國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整，使得政府加大對(duì)可再生 能源發(fā)展的支持力度，所有這些都為中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái) 極大的機(jī)會(huì)。1.4中國(guó)太陽(yáng)能利用：中國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的太陽(yáng)能資源，太陽(yáng)能利用前景廣闊。目前，我 國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使 用量最大的國(guó)家和重要的太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)比較成熟太陽(yáng) 能產(chǎn)品有兩項(xiàng)：太

12、陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)河太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。而另一項(xiàng)我 國(guó)掌握核心技術(shù)的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成熟，且據(jù)專家預(yù)測(cè)，太陽(yáng) 能熱發(fā)電有望超過(guò)光伏發(fā)電，成為替代煤電的主要能源方式。據(jù)中國(guó)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)專家表示，由于光熱發(fā)電的技術(shù)、 原料均是自主研發(fā)，擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)家將大力扶持推廣，未來(lái) 太陽(yáng)能光熱發(fā)電在我國(guó)的發(fā)展速度、規(guī)模有望超過(guò)光伏的水平。事實(shí)上，太陽(yáng)能光熱發(fā)電比光伏發(fā)電的規(guī)模前景更大、潛力也更 大，尤其適合在沙漠地區(qū)，比如歐洲的撒哈拉沙漠、北非沙漠的整個(gè)高溫?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目是供歐洲總用電量的50%以上。目前，內(nèi)蒙古、戈壁灘整個(gè)高溫?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目預(yù)計(jì)將達(dá)到60%以上，超過(guò)整個(gè)光伏發(fā)電。光熱發(fā)電的另一大優(yōu)勢(shì)就

13、是低成本，規(guī)模越大，成本越低。美國(guó) 能源部制定出的目標(biāo)，是將太陽(yáng)能光熱發(fā)電成本由目前的平均14美 分/千瓦時(shí)下降到2015年的8美分10美分/千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)我國(guó)光熱 發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)2015年可到1.4元/千瓦時(shí)1.6元/千瓦時(shí)，2020年 可以到0.6元/千瓦時(shí)0.8元/千瓦時(shí)。二、應(yīng)用領(lǐng)域太陽(yáng)能是一種可再生能源，它具有廣泛性、安全性、巨大性和長(zhǎng) 久性，且不受任何人的控制與壟斷，是無(wú)私、免費(fèi)、公平地給予人類 的。在常規(guī)能源供給緊張和環(huán)保壓力不斷增大的背景下，世界上許多 國(guó)家掀起了開發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮，使太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展， 已滲透到我們生活的每一個(gè)角落。下面，介紹一下太陽(yáng)能的主要應(yīng)用 領(lǐng)域

14、。2.1太陽(yáng)能集熱器太陽(yáng)能集熱器主要是指太陽(yáng)能熱水器，它是太陽(yáng)能熱利用中最常 見的一種裝置。其基本原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的 相互作用轉(zhuǎn)換成熱能供生產(chǎn)和生活利用。太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展，經(jīng)歷 了悶曬式、平板式、玻璃真空管式和熱管真空管式四個(gè)階段。第一代： 悶曬式，現(xiàn)已基本淘汰。第二代：平板式，因抗凍效果差、熱損耗大、 易積水垢、熱效率低及使用壽命短等問(wèn)題也已逐漸淘汰。但其制造成 本較低，目前在一些工程項(xiàng)目中仍有一定市場(chǎng)。第三代：全玻璃真空 管式。集熱效率高，保溫性能好，可抗直徑為25毫米冰雹的襲擊， 適合于氣溫為-25C以上地區(qū)使用。成本適中。但由于真空玻璃管內(nèi) 長(zhǎng)期通水加熱，有出現(xiàn)

15、漏水、結(jié)水垢的可能。第四代：熱管真空管式。 我國(guó)采用美國(guó)應(yīng)用于航天、人造衛(wèi)星上的先進(jìn)導(dǎo)熱科技，將超級(jí)導(dǎo)熱 管與全玻璃真空集熱管相結(jié)合，研制開發(fā)出的新一代熱管真空管式太 陽(yáng)能熱水器，導(dǎo)熱快，熱效率高，特別適用于陽(yáng)光不足或每天日照時(shí) 間短的地區(qū)。真空管不通水，不結(jié)垢，抗凍能力強(qiáng)，保溫性能好，使 用壽命長(zhǎng)，乃市場(chǎng)新寵。太陽(yáng)能熱水器以其經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、安全、 方便、供水量大等優(yōu)點(diǎn)，備受世人矚目。隨著太陽(yáng)能熱水器關(guān)鍵技術(shù) 的不斷突破，太陽(yáng)能熱水器已廣泛運(yùn)用于家庭、廠礦、賓館、學(xué)校、 部隊(duì)和醫(yī)院等供淋浴、洗漱及其它需用熱水的場(chǎng)所。2.2太陽(yáng)能熱力發(fā)電太陽(yáng)能熱力發(fā)電是當(dāng)今世界各國(guó)在太陽(yáng)能利用方面研究的主題

16、 之一。太陽(yáng)能熱力發(fā)電就是通過(guò)集熱器代替了常規(guī)鍋爐，用太陽(yáng)能熱 力系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。太陽(yáng)能熱力發(fā)電要求集熱溫度高，需采用聚 焦型集熱器，以提高光能流密度。目前熱發(fā)電系統(tǒng)主要有三種類型： 槽式線聚焦系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)。槽式系統(tǒng)是利用拋物柱面槽 式反射鏡將陽(yáng)光聚焦到管狀的接收器上，并將管內(nèi)傳熱工質(zhì)加熱產(chǎn)生 蒸汽，推動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電。塔式系統(tǒng)是利用獨(dú)立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡， 將陽(yáng)光聚焦到一個(gè)固定在塔頂部的接收器上，以產(chǎn)生很高的溫度。碟 式系統(tǒng)是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡，接收器在拋物面的焦點(diǎn) 上，接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)被加熱到750C左右，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。 對(duì)大功率的太陽(yáng)能熱力發(fā)電系統(tǒng)，常需要

17、較大的占地面積，因此，太 陽(yáng)能熱力發(fā)電特別適合于偏遠(yuǎn)地區(qū)和電力輸送困難的地區(qū)，尤其適合 于我國(guó)的西部地區(qū)。研究表明，太陽(yáng)能熱發(fā)電是最可能引起能源革命， 實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的經(jīng)濟(jì)手段之一，將完全有可能給緊 張的能源問(wèn)題帶來(lái)革命性的解決方案，未來(lái)的太陽(yáng)能熱發(fā)電成本將可 以實(shí)現(xiàn)5美分/度的目標(biāo)2.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能 直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要 由太陽(yáng)能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由 電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉， 可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。理論上

18、講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于 任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站， 小到玩具，光伏電源無(wú)處不在。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽(yáng) 能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單晶 和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源 等。我國(guó)有荒漠面積108萬(wàn)平方公里，主要分布在光照資源豐富的西 北地區(qū)。1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列，每年可發(fā)電1.5億 度;如果開發(fā)利用1%的荒漠，就可以發(fā)出相當(dāng)于我國(guó)2003年全年的耗 電量。在我國(guó)電力干線周圍有適合于大規(guī)模安裝光伏發(fā)電開發(fā)的浩瀚 荒漠，開發(fā)利用荒漠太陽(yáng)能資源對(duì)于我國(guó)有著深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。2.4

19、太陽(yáng)能海水淡化地球可供人類直接利用的淡水不足地球總水量的0.36%，人類解 決水資源短缺的根本出路在于海水淡化。利用太陽(yáng)能作為淡化海水 （或苦咸水）的能源，比利用其它能源更環(huán)保，對(duì)于用水量小且地處偏 僻分散的地方來(lái)說(shuō)也更經(jīng)濟(jì)。傳統(tǒng)工業(yè)化海水淡化技術(shù)的運(yùn)行原理大 致可分為兩類：一是相變過(guò)程，包括多級(jí)閃蒸、多效沸騰和蒸汽壓縮 等過(guò)程；二是滲析過(guò)程，主要有反滲透膜法和電滲析法等過(guò)程。相變 過(guò)程最顯著的優(yōu)勢(shì)就是能夠重復(fù)利用蒸發(fā)與冷凝過(guò)程的潛熱，使之在 預(yù)熱進(jìn)入裝置的海水的同時(shí)，冷凝部分蒸汽成為淡水產(chǎn)品。由于現(xiàn)階 段太陽(yáng)能發(fā)電的成本相當(dāng)高，利用太陽(yáng)能發(fā)電提供滲析過(guò)程能量進(jìn)行 海水淡化并不經(jīng)濟(jì)，因此，太陽(yáng)

20、能與傳統(tǒng)工業(yè)化海水淡化技術(shù)相結(jié)合 仍主要集中在相變過(guò)程。目前，我國(guó)自主生產(chǎn)的海水淡化百噸級(jí)裝置 淡化純凈水噸水綜合成本在6元/噸左右，千噸級(jí)裝置淡化純凈水噸 水綜合成本將小于4元/噸，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并可實(shí)際運(yùn)營(yíng)，這對(duì) 于滿足沿海、海島及內(nèi)陸苦咸水地區(qū)人民生產(chǎn)、生活用水需求具有重 要意義。2.5太陽(yáng)能空調(diào)太陽(yáng)能空調(diào)是以太陽(yáng)能作為制冷空調(diào)的能源。利用太陽(yáng)能制冷可 以有兩條途徑，一是利用光伏技術(shù)產(chǎn)生電力，以電力推動(dòng)常規(guī)的壓縮 式制冷機(jī)制冷；二是進(jìn)行光-熱轉(zhuǎn)換，即通過(guò)集熱器收集太陽(yáng)能，靠 消耗太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化來(lái)的內(nèi)能使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞。所使用 的工質(zhì)是兩種不同的沸點(diǎn)的物質(zhì)組成的混合物。其中

21、，沸點(diǎn)低的為制 冷劑，沸點(diǎn)高的為吸收劑。通過(guò)選用不同的工質(zhì)，可獲得零度以上或 零度以下的低溫。印度研制成功一種太陽(yáng)能冰箱，在平底的太陽(yáng)能收 集器里，盛有氨和水的溶液，太陽(yáng)光把氨從液體中蒸餾出來(lái)，并在另 一個(gè)容器里冷藏下來(lái)。晚間把液態(tài)氨送到冰箱管道里，氨吸收熱量使 冰箱內(nèi)部冷卻下來(lái)。日本夏普電器公司制造的太陽(yáng)能空調(diào)器，當(dāng)天氣 晴朗時(shí)，全部動(dòng)力都由太陽(yáng)能電池供應(yīng);多云或陰天時(shí)使用一般電源。 由于太陽(yáng)能的分散性和間斷性，太陽(yáng)能制冷也需要配有輔助系統(tǒng)，來(lái) 保證制冷的連續(xù)性和穩(wěn)定性。一種很可行的綜合系統(tǒng)是將太陽(yáng)能供暖 和太陽(yáng)能制冷結(jié)合起來(lái)，一個(gè)集熱器分季節(jié)分別用于供暖和制冷，這 可以降低成本，提高集熱器

22、的利用率。2.6太陽(yáng)能電動(dòng)車所謂太陽(yáng)能車就是利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并利用該 電能作為驅(qū)動(dòng)能源行駛的汽車。太陽(yáng)電池板在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生電流， 通過(guò)峰值功率跟蹤儀以及蓄電池的充電控制器輸送至蓄電池存儲(chǔ)以 備用或者直接輸入到電機(jī)。當(dāng)太陽(yáng)能車在行駛過(guò)程中，如果日照條件 比較好的話，電能將直接輸送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能車。大多數(shù)情況下， 電機(jī)不需要使用全部輸入的能量，剩余的能量將通過(guò)電機(jī)控制器和蓄 電池充電控制器送入蓄電池存儲(chǔ)備用。如日照條件不佳，太陽(yáng)能車將 使用蓄電池中存儲(chǔ)的電能和同時(shí)由太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng) 能車。當(dāng)然，在太陽(yáng)能車停止的時(shí)候，太陽(yáng)電池板產(chǎn)生的電能將全部 輸送到蓄電池。日本東京

23、電機(jī)大學(xué)最近設(shè)計(jì)出一種輕型太陽(yáng)能轎車，其車頂上安裝了兩組蓄電池，利用太陽(yáng)光充電后交替使用。一組蓄電 池充電后可行駛110公里，夏季日照最長(zhǎng)季節(jié)可達(dá)150公里。這種車 不用燃油，不污染環(huán)境，最適宜于日照時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)使用。2.7太陽(yáng)能建筑利用太陽(yáng)能供電、供熱、供冷、照明，建成太陽(yáng)能綜合利用建筑 物，是太陽(yáng)能利用一個(gè)新的發(fā)展方向。太陽(yáng)能建筑的發(fā)展大體可分為 三個(gè)階段:第一階段為被動(dòng)式大陽(yáng)房，它是一種完全通過(guò)建筑物結(jié)構(gòu)、 朝向、布置以及相關(guān)材料的應(yīng)用進(jìn)行集取、儲(chǔ)存和分配太陽(yáng)能的建筑。 第二階段為主動(dòng)式太陽(yáng)房，它是一種以太陽(yáng)能集熱器與風(fēng)機(jī)、泵、散 熱器等組成的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)或者與吸收式制冷機(jī)組成的太陽(yáng)能

24、空 調(diào)及供熱系統(tǒng)的建筑。第三階段是加上太陽(yáng)電池應(yīng)用，為建筑物提供 采暖、空調(diào)、照明和用電，完全能滿足這些要求的稱為“零能房屋”。 中國(guó)在北京建的首座太陽(yáng)能綜合利用示范樓共安裝了 100千瓦太陽(yáng) 能光伏發(fā)電系統(tǒng)和360千瓦太陽(yáng)能空調(diào)制冷、采暖和熱水綜合系統(tǒng)。 經(jīng)過(guò)一年多的試運(yùn)行，目前樓內(nèi)及大院內(nèi)的能耗包括空調(diào)系統(tǒng)、供電 系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、熱水供應(yīng)系統(tǒng)等全部由太陽(yáng)能系統(tǒng)自給。“第一樓” 的成功運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在太陽(yáng)能建筑綜合利用方面實(shí)現(xiàn)了重大突 破。2.8太陽(yáng)能制氫氫是一種二次能源，也是未來(lái)的新能源，干凈無(wú)毒，對(duì)環(huán)境無(wú)污 染，可用于不同的能量轉(zhuǎn)換器。氫燃燒生成水，水可再經(jīng)過(guò)光解產(chǎn)生 氫，以取之不盡的

25、水為原料，以太陽(yáng)能為初次能源，從而構(gòu)成一個(gè)對(duì) 環(huán)境無(wú)污染的能源利用循環(huán)。在自然界中，氫已和氧結(jié)合成水，必須 用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來(lái)。如果用煤、石油和天 然氣等燃燒所產(chǎn)生的熱或所轉(zhuǎn)換成的電來(lái)分解水制氫，那顯然是劃不 來(lái)的?，F(xiàn)在看來(lái)，高效率的制氫的基本途徑，是利用太陽(yáng)能。如果能 用太陽(yáng)能來(lái)制氫，那就等于把無(wú)窮無(wú)盡的、分散的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成了高 度集中的干凈能源了，其意義十分重大。目前利用太陽(yáng)能分解水制氫 的方法有太陽(yáng)能熱分解水制氫、太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫、陽(yáng)光催化光 解水制氫、太陽(yáng)能生物制氫等等。利用太陽(yáng)能制氫有有大量的理論問(wèn) 題和工程技術(shù)問(wèn)題需要解決，但世界各國(guó)都十分重視，已投入不少

26、的 人力、財(cái)力、物力，并且取得了多方面的進(jìn)展?？梢灶A(yù)見，在不遠(yuǎn)的 將來(lái)，以太陽(yáng)能制得的氫能，將成為人類普遍使用的一種優(yōu)質(zhì)、干凈 的燃料。2.9太陽(yáng)能照明燈太陽(yáng)能照明燈是以白天太陽(yáng)光作為能源，利用太陽(yáng)能電池給蓄電 池充電，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中，晚間使用時(shí)以蓄電池 作為電源給節(jié)能燈提供能量，把蓄電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能，使照 明燈工作。一套基本的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、充放電控 制器、蓄電池和光源，既可直接產(chǎn)生低壓直流電,也可通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換 成220伏交流電，然后供給照明負(fù)載。與傳統(tǒng)路燈相比,太陽(yáng)能照明的 優(yōu)點(diǎn)明顯。太陽(yáng)能亮化照明技術(shù)具有一次性投資、無(wú)長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用、 安裝方便、

27、免維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)原有植被、環(huán)境造成 破壞，同時(shí)也降低了各項(xiàng)費(fèi)用，節(jié)約能源，可謂，一舉多得”。但太陽(yáng) 能照明還存在一定局限性。如造價(jià)高、功率小，電池板對(duì)城市景觀影 響較大等。100W節(jié)能燈需要電池板面積2m之多，已很難滿足防風(fēng)和 城市景觀的要求。現(xiàn)在市場(chǎng)上小功率的太陽(yáng)能庭院燈、草坪燈非常有 特色，很有競(jìng)爭(zhēng)力，特別配套LED燈泡的草坪燈很別致，電池板面積也 小，對(duì)景觀無(wú)負(fù)面影響，有很好的市場(chǎng)前景。2.10太陽(yáng)能灶太陽(yáng)能灶是利用太陽(yáng)能輻射，通過(guò)聚光獲取熱量，進(jìn)行炊事烹飪 食物的一種裝置。人類利用太陽(yáng)能灶已有200多年的歷史，特別是近 二、三十年來(lái)，世界各國(guó)都先后研制生產(chǎn)了各種不同類型

28、的太陽(yáng)能灶。 尤其是發(fā)展中的國(guó)家，太陽(yáng)灶受到了廣大用戶的好評(píng)，并得到了較好 的推廣和應(yīng)用。新一代聚光式太陽(yáng)能灶是利用拋物面較強(qiáng)的聚光特 性，功率大，使鍋底溫度可達(dá)500-900度以上（以2平米計(jì)），功率相 當(dāng)于900瓦電爐。灶面采用納米級(jí)高分子復(fù)合材料、反光膜采用第三 代高亮度太陽(yáng)能灶專用聚光膜、支架拉桿采用接插件承接設(shè)計(jì)，鍋架 采用萬(wàn)向平衡設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)緊湊輕便，安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，幾乎 無(wú)須維修。只要有陽(yáng)光，一年四季都可以用。它抗老化，耐腐蝕、不 怕風(fēng)、不怕曬，使用壽命達(dá)10年之上，能滿足煮、煎、燉、炸等多 種炊事活動(dòng)，適合于農(nóng)村家庭，城鎮(zhèn)居民和學(xué)校等企事業(yè)單位。長(zhǎng)期 使用可以為消費(fèi)者節(jié)省大量金錢和精力，為國(guó)家節(jié)約大量能源，是造 福人類，造福子孫的好產(chǎn)品。2.11太陽(yáng)能干燥太陽(yáng)能干燥就是使被干燥物料直接吸收太陽(yáng)能或通過(guò)太陽(yáng)空氣集熱器所加熱的空氣，進(jìn)行對(duì)流傳熱，間接地吸收太陽(yáng)能，物料表面 獲得熱能后，再傳至物料內(nèi)部，水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或汽態(tài)方式擴(kuò) 散，透過(guò)物料層而達(dá)到表面，然后通過(guò)物料表面的氣膜而擴(kuò)散到熱汽 流中，通過(guò)這樣的傳熱傳質(zhì)過(guò)程，使物料逐步干燥的過(guò)程。按接受太 陽(yáng)能及能量輸