我国新能源及新能源技术的调研.docx

新能源的调研与研究

【摘要】

当今世界的能源问题突出，表现：

常规能源不足，

由能源开发带来的环境污染。例如：温室效应都与化石燃料的燃烧有关解决方案：

大规模地开发利用可再生洁净能源。

本文以太阳能为主要调研题目，揭示太阳能利用的原理、现状、前景。

【背景】

太阳能与化石能源的简要比较

化石能源带来的问题

能源短缺

常规能源有限并且分布不均匀。有关数据显示世界和中国常规能源的使用时限如图所示

图：世界和中国主要常规能源储量预测

如图可见，为了解决能源危机，利用太阳能是必然的趋势

环境污染

煤、石油等化石燃料的燃烧每年产生数十万吨硫等有害物质，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量

温室效应

太阳能资源及其开发利用特点

无限性：取之不尽的可再生能源

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6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。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。

普遍性

虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。

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，是人类理想的替代能源。

经济性

中国太阳能的储量

中国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳能辐射相当于2.4万亿t标准煤，2/3的国土面积的太阳能年辐射量超过6000MJ/m2,西藏西北最高地8400MJ/m2如图所示为我国太阳能的分布图：

太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势

1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，揭开了太阳能开发利用的篇章。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。迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能热利用和光利用两个方面。

太阳能热利用及其产业发展

太阳能热利用具有广阔的应用领域，可归纳为太阳能热发电(能源产出)和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。

太阳能热水器

在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击电热水器市场和燃气热水器市场。目前，据调研我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。

太阳能热发电技术

Luz国际公司在美国南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站，总功率为354MW，约占当地电网容量的2%。

太阳能光电技术及其产业

在众多发电技术中，太阳能光电是花费最高的一种形式。近年来，光伏工业呈现稳定发展的趋势，产量增加，转换效率提高，成本降低，应用领域不断扩大。

主要有：单晶硅，多晶硅数据指标：

单晶硅15%，最大24.4%；多晶硅14%，最大19.8%；

非晶硅单结6～9%，最大12%，多结8～10%，最大11.83%

太阳能光电制氢

1995年，美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压，通过固定两个光粒子床的方法，来解决水的光催化分离问题取得成功

〔22〕。其两个光粒子概念的光电化学水分解机制为：

H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°

净结果为：2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)

由于氢是一种高效率的含能体能源，它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品质纯净、贮存便捷等许多优点，因此，随着太阳能制氢技术的发展，用氢能取代碳氢化合物能源将是21世纪的一个重要发展趋势。

4.各国对太阳能的利用情况：葡萄牙

2008年12月30日，据西班牙《世界报》报道，西班牙ACCIONA公司在葡

萄牙建造的一座太阳能光伏电站投入使用，其总装机容量达46兆瓦，是目前世界上最大的太阳能光伏电站。报道说，该太阳能光伏电站位于葡萄牙南部的阿马雷莱雅地区，其发电能力能满足3万多户葡萄牙家庭的日常用电需求，相当于每年可以减少8.94万吨二氧化碳排放。ACCIONA公司说，这座太阳能光伏电站的建设总投资约为 2.61亿欧元，占