太阳能资源利用技术的研究现状

太阳能资源利用技术的研究现状

1.太阳辐射幅积的现状和最与石油、煤炭和其他燃料不同，太阳不会造成“热态效应”和污染。此外，每年抵达表面的太阳辐射可以满足约130亿吨标准煤炭，这是世界上可以利用的最大能源。因此，太阳能是一种非常清洁的能源，受到世界各国的高度重视。太阳能是指在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的并不断的向宇宙空间辐射的能量。地球所接收到的太阳能只占太阳表面所发出的全部能量的二十亿分之一左右,而这些能量相当于全球所需能量的3～4万倍。虽然,到达地球表面的太阳辐射能的总量很大,但是能流密度很低。平均来说,北回归线附近,夏季天气较为晴朗时,正午时太阳辐射幅照度最大,在垂直于太阳光方向1m2面积上接受到的太阳能平均有1000W左右,若按全年日夜平均计算,只有200W左右。冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转化功率,需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。并且,由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制,以及晴、阴、雨、云等因素的影响,到达某一地面的太阳辐射照度既是间断的又是极不稳定的。而且,目前太阳能利用的发展水平,有些方面理论上与技术上都是可行的,但有一部分太阳能利用装置,因为效率太低,成本过高,其经济性还不能与常规能源相竞争。这给太阳能的大规模应用增加了难度。2、世界光伏市场概况在太阳能热利用方面,太阳热水器技术日趋成熟,应用领域已从生活热水扩大到泵水、采暖、制冷空调、海水淡化、工业加热、热发电等。清华大学潍坊太阳能基地为山东省潍坊地区高密市电业局办公楼设计的主动太阳能系统,该办公楼建筑面积400m2,采用楼顶横排式热管集热器,加设一台电锅炉作为辅助热源,室内完全可以达到满意的舒适度。利用太阳能提供采暖和生活热水的技术已经相当成熟。美国、德国、日本等国都相继建立起了不同规模的太阳能空调示范系统。国内专家、学者研制出新一代环保、节能高科技产品车用温控宝(TOYA),TOYA以太阳能为能源,采用国际上先进的单晶硅太阳能芯片,根据天气变化灵活的调节车内温度。法国一家船舶公司的科学家研制出了太阳能冰箱,这种太阳能自动制冰机仅靠一个太阳能接收器,在接收器里装活性炭,向这些活性炭的孔中“灌进”甲醇。夜晚因气温下降,活性炭粒吸进液态的甲醇,白天太阳一晒,活性炭粒中的甲醇气化。气化后的甲醇流到制冰箱的冷凝器变成液体,夜晚时又被活性碳吸进小孔内,每天就这样日夜循环制冰。从1998年开始,世界光伏市场更是出现了供不应求的局面,年增长率保持在30～40%,2004年更是创造历史的新高,增长率达到67%,年产量达到1253兆瓦。日本特别重视太阳能光伏发电,到2005年底,累计安装使用量达到142万千瓦,占世界使用量的44%,其目标是到2010年,太阳能光伏电池总容量达到480万千瓦。美国“百万屋顶计划”,德国政府在顺利完成十万天棚计划之后,2003年又通过了新的光伏法案,日本的70万户并网发电计划。除政府计划外,各大公司业纷纷扩大产量,太阳能光伏发电的产业正在腾飞,预测明年将达到年产量5300兆瓦。俄罗斯国立敖德萨理工大学的研究人员提出了一项新设想,用水池吸收并储备太阳能,然后再加以利用。在一个深水池中,如果没有对流和层流,那么在阳光照射下,水面和底层之间会存在相当大的温差,有时候会高达数十度。日前,国内首座70千瓦塔式太阳能发电站在江宁建成,经专家验收后,并网发电。是目前全世界已经建成的10个塔式热发电实验示范电站之一。欧美等国在20世纪80年代末就开始研究和建造光伏声屏障系统,并在多条高速公路上实际应用。瑞士在1989年沿A13高速公路旁安装了100KW的光伏声屏障系统,到2000年统计每年平均发电10.8万KWh,同时又降低了交通噪声。岳静等人提出了将太阳能用于黄河通讯网中,并且取得了预期的效果。2008年的奥运会,北京将成为我国在太阳能应用方面的最大展示窗口。目前,奥运村施工现场对太阳能的利用主要有以下几个方面:①太阳墙板加热空气为室内供暖太阳墙板是太阳能光热利用的新产品,将涂敷吸热涂层的金属膜片与发泡聚氨酯保温材料复合而成,将太阳墙板安装在建筑物南侧外墙上,冬季吸收太阳辐射热能,通过墙体导孔加热室内空气,夏季将导孔堵塞,热气流上升,太阳墙板又能起遮阳隔热的作用。奥运村现场选取200m2办公室,安装了4组,共8m2的太阳能墙板,没使用其它热源,白天室温高于16℃。②太阳能为施工人员提供洗浴热水在民工生活区安装140m2的太阳能热水系统,平均每天提供11t,60℃热水,满足250人洗浴需求,系统相当于电加热54kW,每日节约电费约为356元。③太阳能绿色照明产品奥运村项目在管理办公区、民工生活区、施工区道路,分别安置了草坪灯、庭院灯和路灯,目前共计46盏,按照定时器的控制,每晚可提供8h的照明,通过两个多月运行,合计照明功率3.5kW,相当于普通光源35kW照度,每日节约电费约为385元。初步展示了灯的外形、照度、效率和对天气的适应性。而且,太阳能信息灯不但提供照明,还能接受手机发出的短信息,并将短信息滚动显示在LED显示屏上,工程管理者或气象信息台可以将与工程有关的重要信息通过手机短信实施远程发布。3、使用太阳能的问题(1)人们对太阳能资源开发的战略重要性知之甚少长期以来,太阳能项目没有常规能源建设项目那样的固定资金渠道或已有的资金渠道不畅。(2)太阳能产业的初始动力政府支持是发展太阳能的关键,也是太阳能产业发展的初始动力。目前缺少有利于太阳能产业发展和刺激广大居民应用光伏电源装置等新能源设备的激励政策。(3)投资不足缺少资金支持,成本高,太阳能应用成熟技术很难尽快大规模推广应用到实际上。4、解决方案(1)提高对太阳能的利用的影响把太阳能推广应用工作纳入政府重要的议事日程,把太阳能推广应用作为一项重要的能源政策,纳入国民经济建设总体规划之中。(2)加强投资太阳能的发展仍处于初期,产业未形成规模且获益能力低,尚不具备市场竞争力,国家应对太阳能应用加大投入,保证资金。(3)相结合的优惠政策建议政府制定有关减免税收、价格补贴和奖励相结合的优惠政策,通过给用户以一定比例补贴的办法,逐步引导老百姓转变观念,最终促进产品进入市场,逐步形成地方优势产业。5、太阳能资源可开新能源领域太阳能是未来人类最合适