太阳能的利用及其在我国的实施路径docx

  新闻资讯     |      2024-06-29 12:23

  太阳能的利用及其在我国的实施路径docx太阳能的利用及其在我国的实施路径 [ 文献标识码 ]A 一、什么是太阳能 太阳能是太阳内部由“氢”聚变成“氦”的原子核反应产 生的能量。 太阳的核聚变可维持上百亿年, 而地球尚可生存数十 亿年,所以说利用太阳能的时间是无限的。 太阳辐射到地球表面 的太阳能量其功率为 80 万亿千瓦,每秒钟照射到地球上的能量, 就相当于燃烧 500 万吨煤释放的热量。 广义上的太阳能是地球上 许多能量的来源,如风能、化学能、水的势能等。狭义的太阳能 则限于太阳辐射能的光热、 光电和光化学的直接转换。 本文主要 探讨太阳能光电、光热转换问题。 人类利用太阳能已有三千多年的历史。 将太阳能作为一种能 源和动力加以利用, 则只有三百年的历史。 近代太阳能利用历史 可以从 1615 年法国工程师发明第一台利用太阳加热空气使其膨 胀做功而抽水的机器。 三百年来, 利用太阳能的研究和使用历经 坎坷,主要原因是技术尚不成熟,并且投资大,效果不理想,难 以与常规能源竞争, 因而得不到公众、 企业和政府的重视与支持。 当前,能源主要依赖石油和煤炭, 水力资源虽然得到广泛利 用,但大型水电站的开发多数国家已近饱和, 同时对环境的影响, 还存在诸多需进一步探讨的课题。 而得到广泛利用的石油, 是有 限资源,同时为少数国家所垄断,并成为制衡其他国家的手段, 世界的耗油大国,如中、美、日的大型油轮,穿梭于中东的石油 富国,存在许多潜在隐患。煤炭也是有限资源,同时还是世界空 气的主要污染源, 煤炭燃烧产生的大量二氧化碳危害地球的正常 生存Boyu Sports。煤炭、石油是不可再生能源, 100 年左右时间,资源将枯 竭。为此,对于利用太阳能的研究,又成为重要的课题。 1973 年,美国制定了政府级阳光发电计划。 1974 年日本公布了政府 制定的“阳光计划”,投入了大量人力、物力和财力。 由于大量燃烧矿物能源如煤炭和石油, 造成了全球性的环境 污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。 1992 年联合 国在巴西召开“世界环境与发展大会”, 通过了《里约热内卢环 境与发展宣言》。 1996 年联合国在津巴布韦召开“世界太阳能 高峰会议”,发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》,还制定 了一系列重要文件, 进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳 能的坚定决心,要求全球共同行动,广泛利用太阳能。 世界环发大会之后, 我国政府对环境与发展十分重视。 提出 10 条对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能等清 洁能源”。制定了《中国 21 世纪议程》,进一步明确了太阳能 重点发展项目。 1995 年国家计委、科委、经贸委制定了《新能 源和可再生能源发展纲要》,对进一步推动太阳能利用,发挥了 重要作用。 二、如何利用太阳能 (一) 太阳能屋顶计划 中国为落实对世界承诺的节能减排目标, 加快推进太阳能光 电技术在城乡建筑领域的应用, 近年, 国家相关部委推出太阳能 屋顶计划。这个计划是指利用太阳能通过硅晶转换成电能的光伏 发电系统,解决用户的电力供应。 在德国已实现 10 万太阳能屋顶,德国电价每度电 0.1 欧元 ( 约相当于人民币 1 元 ) ,由电力公司回购太阳能发电的价格是 0.5 殴元/度,差价调动了居民的积极性。德国政府规定,太阳 能电站在公共电网中每发 1kW时电,由政府补贴0.574欧分。美 国奥巴马政府提出了太阳能百万屋顶计划并提供 600 亿美元贷 款担保。我国上海市推出了太阳能 10 万屋顶计划,杭州市计划 5 年内推广 10 万平方米阳光屋顶薄膜,利用太阳能发电,一期 完成 3000 平方米的铺设任务。郑州市也推出了太阳能屋顶计划 实施方案,首先在某医院和体育中心建设示范工程。 (二) 太阳能屋顶计划的实施路径 1 ,大、中、小城市的政府规划管理部门和设计单位,制定 光电建筑一体化的试点建筑方案, 因国家相关部委制定的太阳能 屋顶示范项目必须大于 50kW即需要至少400平方米的安装面 积。所以,首先在公用建筑、学校、医院和写字楼选择示范点, 并由中央财政给予补助。补助额度 20元/瓦,估算可覆盖企业 生产成本的30%?50%,扶持力度之大前所未有。目前,我国 的太阳能发电造价大约为 50元,瓦,国际上约3—4美分。随着 技术的进一步成熟, 将来成本可能降至 1 美元/瓦, 约相当人民 币6.8元。一套屋顶太阳能电池板的使用年限约为 30— 50年, 运行期间无需维护, 使用成本接近于零。 据日本和欧美科学家预 测,两年后, 国际间光伏发电的成本可降至相当于人民币 0.5 元 /度以下, 可与火力发电成本基本持平。 这个发展前景是相当诱 人的。 2,在居民小区推广。以《上海市 10 万个太阳能屋顶计划》 为例进行分析,上海 10 万个屋顶有望安装太阳能发电系统,约 占上海现有 2亿平方米平屋顶的 1.5%(约300万平方米),每个 屋顶将会是一个小型的绿色发电厂,每年至少能发电 4.3 亿度。 太阳能屋顶发电系统,每套发电 3kW每套造价约9万元,随着 技术进一步成熟发展后,成本将大大降低。 3,在农村与偏远地区发展离网式发电,实施送电下乡。在 城市和农村民居屋顶, 不仅可安装光伏太阳能发电系统, 也可使 用最近刚推出的非晶硅薄膜发电幕墙系统,前景是相当喜人的。 4,太阳能发电系统的管理。要管好太阳能发电系统,供电 部门是当仁不让、义不容辞的。尤其是国家电网,它们是掌控电 力供应的主力, 有雄厚的技术力量和丰富的管理经验。 以上海为 例,估算2005年上海全市用电量达到 960亿kW ho如果每1kW /h 多收 0.01 元电费,每年可多收 9.6 亿元电费,可成为发展 和推进太阳能发电的“阳光基金”。 5,拓宽投资渠道。业主投资,国家补贴,鼓励国企、民企 投资。随着技术的日臻成熟,当太阳能发电的电价低于电网销售 电价时,这对于业主和投资商就会产生吸引力。 这个时间的到来, 指日可待。 6,大力降低成本。当前,太阳能发电的成本居高不下的主 要原因是,硅晶材料 90%依赖进口。国内的大学、科研机构和 企业,已投入大量人力和财力进行攻关, 并有重大突破。 根据欧、 美的科研发展, 预测很快将太阳能发电成本降至 0.5 元,度以下, 已低于国内电网的电价。无疑对我们是一个极 大的利好。 (三) 太阳能屋顶热水器 根据各地接受太阳能总辐射量的多少,全国可划为五类地 区。 一类地区,日辐射量 5.1 — 6.4kWh^ m2主要在西北地区。 尤以西部最为丰富,日辐射量 6.4kWh/m2,仅次于撒哈拉大 沙漠,居世界第二位。 第二类地区有河北省西北部、 山西省北部, 日辐射量4.5 — 5.1kWh/ m2第三类地区有云南等省市,日辐射 量3.8 — 4.5kWh/ m2属于四类地区的有广西、湖南、湖北、浙 江等省区,日辐射量3.2 — 3.8kWh/ m2五类地区为川、贵两省, 日辐射量2.5 — 3.2kWh/ m2我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/ m2以上,存在相当大的 可利用价值。 1,使用太阳能热水器的现状。太阳能热水器,不少地区在 使用,但成规模的使用尚不普遍。到过昆明市的人可以看到,有 相当多的小区屋顶是布满太阳能热水器的, 说明当地政府建设主 管部门比较重视, 也受到群众的欢迎。 有谁不愿使用省电省钱的 设施呢。 太阳能热水器的生产技术, 在我国已经达到一定的规模 和高度,有的还处于国际领先水平。有联合国官员,在考查中国 的清洁能源使用情况后说道:要找太阳能热水器,就要到中国。 2,存在的问题及解决办法。使用的现状是,民居建好后, 谁使用谁安装,为安装就要穿墙打洞。一栋七层楼的民居,如果 住在一层,要把水管接上接下,不仅损坏建筑的结构、外观,甚 至在屋顶的安装位置,还会引发争议。 解决的办法, 就是在建筑设计和施工时, 把每户的上下水管 预先埋好, 屋顶热水器的位置按户编号预设, 这不会增加多少成 本,用户是可以接受的。当用户入住后,按用户的喜好,自购太 阳能热水器。 这是并不难的可行解决办法, 但建设主管部门要积 极作为,不过习惯势力却仍是最大的阻力。 三、结语 2009年 3月 23日,为贯彻实施《可再生能源法》,落实国 务院节能减排的战略部署, 加强政策扶持, 加快太阳能光电技术 在城乡建筑领域的应用。中央财政部与住房和城乡建设部向各 省、区XX厅和建设厅,发出了具体实施通知。 国家政策引领甚至强制规定, 是推进和发展太阳能利用的重 要举措。节能减排,利用太阳能,势在必行。要用科学发展观, 去推动充分利用太阳能的阳光事业。

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