太阳能的开发利用及其环境影响

太阳能的开发利用及其环境影响环境09-012012-3-21太阳的神话太阳能的利用历史太阳能的来源我国的太阳能资源太阳能的未来太阳能开发利用环境影响太阳能的开发利用太阳能的特点两小儿辩日日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎？日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？太阳能的来源太阳是一个炽热的大气球，他的直径大约是139万Km,是地球直径的109倍，它的体积是地球的130万倍，而它的质量为地球的33倍。太阳的主要组成成分是氢和氦，其中氢占78%，氦占20%，其它元素占2%。在异常的高温高压下，原子失去全部或大部分核外电子，他们在高速运动和互相碰撞中发生多种核反应，最重要的是氢氦聚合成氦核的反应，即热核反应。太阳内部的热核反应每秒钟要烧掉6亿吨氢核燃料，在聚变为氦时，实际消耗的氢核约400万吨。太阳的巨大能量就是这样产生的。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳中心的温度高达1500万摄氏度。专家预测：太阳中氢的存储足够维持600亿年，因此可以说太阳能的能量是取之不尽用之不竭。太阳能的利用历史西周时期，“阳燧取火”——用凹面铜镜会聚阳光点燃艾绒取得火种。1615年，法国工程师所罗门·德·考克斯发明了世界上第一台太阳能驱动的发动机。1854~1874年，世界上第一台太阳能蒸汽发动机问世。1878年，在巴黎世界博览会上展出了轰动全世界的太阳能印刷机。20世纪70年代以后，太阳能科技突飞猛进，太阳能的利用也不断的发展。

近年我国太阳能的发展2005年9月，上海市政府公布“上海开发利用太阳能行动计划”。2006年6月，中国成立风能太阳能资源评估中心。2009年3月23日，财政部印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。2011年我国将太阳能《十二五新能源规划纲要》。我国的太阳能资源在中国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。小浪底大坝最高达4.795KW/h根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。一类地区为中国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。二类地区为中国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。三类地区为中国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南四类地区是中国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。五类地区主要包括四川、贵州两省，是中国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350～4200MJ/㎡，相当于日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/㎡以上，西藏最高达7kWh/㎡。太阳能的特点1、资源丰富太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW

，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109吨标准煤。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。2、分布广泛阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都有明媚的阳光，而且不需要运输，获取方便。一般认为，处于南北纬50~60度以内的。年日照时间在1600~2400小时，只要投资建造太阳能利用装置，能量就可以无限使用。3、利用的清洁性太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，这是太阳能独有的优点。4、利用的经济性一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，终身受益。研究表明：随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。缺点1、强度弱北回归线附近，在夏季晴朗的中午太阳辐射的辐照度最大，在垂直太阳光方向1平方米接收太阳能平均只有1000瓦左右。若全年日夜平均，则只有200瓦左右。在冬季减半，阴天一般只有五分之一。利用太阳能需要面积相当大的收集和转换装备，造价高。2、不连续昼夜交替造成太阳能辐射的间断。全球大部分地区，一年有一半的时间处于黑夜，其余的一半时间还要受天气影响，这也限制了太阳能的应用。单位时间内投射到单位面积上的辐射能量。3、不确定受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制和阴晴云雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既不连续又不稳定，这给太阳能的大规模应用增加了难度。要想使太阳能成为连续稳定的能源，最终能成为能够与常规能源相竞争的替代能源，必须解决蓄能问题。目前，蓄能也是太阳能利用中较薄弱的环节。4、成本高目前太阳能利用的发展水平有些方面在理论上行得通，技术上也是成熟的，但有些太阳能利用装置成本较高、效率偏低，总得经济性还不能与常规能源相媲美。专家预测，在今后相当长的一段时期内，太阳能利用的进一步发展主要受经济性的制约。太阳能的开发利用1·直接利用太阳光照射，获取太阳光的热量。如：晾晒衣服、盐田制盐、晾晒粮食、温室大棚等。2、光合作用即太阳能的生物转化。a植物的光合作用制造有机物。b生产绿色燃料。南方种植的麻风树制作生物柴油，木薯和甜高粱提取燃料乙醇。3、光热转换，把太阳能转换成热能利用。利用集热器得到100度一下的低温热源和1000~4000度的高温热源。如太阳能热水器、太阳灶、太阳房、空调、室内取暖、太阳能热发电等。太阳热发电，全世界以以色列的技术最为先进。在工农业上，太阳能干燥、太阳能冶炼、太阳能水泵。太阳能还可以用在海水淡化等方面。4、进行光电转化，把太阳能转换成电能加以利用。光电转换就是通过光电器件将太阳光直接转换成电能，目前常用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅光伏发电等，核心就是太阳能电池。目前太阳能电池只是作为小功率的特殊电源，应用在边远地区和电网难以覆盖的地区。太阳能开发利用的环境影响太阳能直接利用的能源系统基本上不会对环境造成影响。但是，太阳能若集中大量的开发利用可能会造成太阳能回流减少，并影响局部环境的气候；还可造成雨量减少和生态变迁。同时，太阳能蓄电池寿命很短，如果处理不当也会对环境造成污染。太阳能的未来1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，太阳能开发利用技术发展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危机有力地促进了太阳能开发利用。世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用