太陽能專題講座：太陽能資源及利用概述

太陽能資源及利用概述

太陽能是由太陽內(nèi)部熱核反應(yīng)所釋放出的光能、熱能及輻射能量。它每天輻射到地球上的能量達(dá)1813億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于全世界年需要能量總和的5000倍，是地球上最大的能源。太陽能概述

其中我國(guó)陸地面積每年接收的太陽輻射能相當(dāng)于24000億噸標(biāo)煤。按照目前太陽質(zhì)量消耗速率計(jì)，太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)足以維持600億年，相對(duì)于人類發(fā)展歷史的有限年代而言，可以說是“取之不盡、用之不竭”的能源。資源分布

地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐度一般以全年總輻射量（單位為千焦/米2·年）和全年日照總時(shí)數(shù)表示。就全球而言，美國(guó)西南部、非洲、澳大利亞、中國(guó)西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時(shí)數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。我國(guó)太陽能資源我國(guó)屬太陽能資源豐富的國(guó)家之一，輻射總量在3.3×103～8.4×106千焦/米2·年之間。全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)。我國(guó)西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)最高，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一；四川盆地、兩湖地區(qū)、秦巴山地是太陽能資源低值區(qū)；我國(guó)東部、南部、及東北為資源中等區(qū)。其中，青藏高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄、太陽輻射強(qiáng)，加之晴天多，年日照時(shí)數(shù)在3000小時(shí)以上，太陽能資源最為豐富。拉薩素有“日光城”之說，其日照時(shí)數(shù)比東部緯度相近的九江、重慶等地多30%—100%。我國(guó)太陽能資源太陽能的利用

對(duì)太陽能的利用，中國(guó)是世界上最早的國(guó)家之一。遠(yuǎn)在3000多年前的西周時(shí)代（公元前11世紀(jì)），就已有了“陽燧取火”技術(shù)的記載，所謂“陽隧”，就是形似凹面鏡的金屬圓盤，對(duì)著太陽聚光，在聚光點(diǎn)點(diǎn)燃艾絨等易燃物，取得火種。這是一種最古老的太陽能聚光器。太陽能的利用1990年第11屆亞運(yùn)會(huì)火炬的火種，就是于8月7日下午，在距拉薩市以北100多公里的念青唐古拉峰下，由15歲的藏族少女達(dá)娃央宗用木柴從拋物面聚光太陽灶上獲得的。原理與古代陽燧差不多，唯聚光所用的材料有較大的差別。陽燧取火技術(shù)在世界太陽能利用科學(xué)史上占有重要的地位。太陽能的利用

國(guó)外認(rèn)為阿基米德是利用太陽能最早的人之一。約在公元前215～210年間，古羅馬帝國(guó)的艦隊(duì)侵占了西西里島，派了一支艦隊(duì)攻打希庫扎港，著名的學(xué)者阿基米德，為了保衛(wèi)家鄉(xiāng)，他讓每個(gè)士兵用擦亮的銅盾，排列在城堡上，把太陽光聚集反射到入侵的羅馬艦船上，結(jié)果使艦船起火，敵人倉惶逃跑。太陽能的利用

可惜無法考證，人們認(rèn)為是一種傳說。然而在1973年，希臘的一位科學(xué)家薩克斯博士，雇了50多名水手，各持一塊長(zhǎng)方形銅鏡，聚焦一只木船，結(jié)果木船起火。此可證明阿基米德用銅盾燒敵艦是可能的。以上說明太陽能利用技術(shù)古已存在。但人類自覺地把太陽能作為一種能源利用，還是起于1615年。法國(guó)考克斯是世界上第一個(gè)把太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的人。從此，太陽能利用進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期太陽能的利用利用太陽能主要形式人類直接利用太陽能有三大技術(shù)領(lǐng)域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，此外，還有儲(chǔ)能技術(shù)。太陽光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。例如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。光熱轉(zhuǎn)換即利用太陽輻射能加熱集熱器，把吸收的熱能直接加以利用。如果集熱器匹配不同用途也就有不同名稱，如太陽能熱水器、太陽灶、太陽能干燥器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調(diào)等。光電轉(zhuǎn)換太陽光電轉(zhuǎn)換，主要是各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)。太陽電池是把太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽電池的光電效率約１0－1４％，其產(chǎn)品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。太陽能化學(xué)轉(zhuǎn)換太陽電池的應(yīng)用范圍很廣。例如人造衛(wèi)星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、電圍桿、黑光燈、航標(biāo)燈、鐵路信號(hào)燈等。太陽能化學(xué)轉(zhuǎn)換包括：光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)，目前該技術(shù)領(lǐng)域尚處在實(shí)驗(yàn)研究階段。我國(guó)的開發(fā)現(xiàn)狀和前景中國(guó)能源研究會(huì)理事長(zhǎng)黃毅誠(chéng)近日提出，應(yīng)加速開發(fā)無污染、可再生的太陽能資源，力爭(zhēng)到２０２０年建成５００萬千瓦的太陽能發(fā)電容量，使太陽能成為我國(guó)最大的可再生能源。北京太陽能研究所研究員趙玉文用“近有實(shí)效，前有遠(yuǎn)景”來形容太陽能資源在我國(guó)的開發(fā)現(xiàn)狀和前景。我國(guó)的開發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)目前具有１.５萬千瓦的太陽能發(fā)電容量，雖然光電成本仍然高于煤電，但在邊遠(yuǎn)地區(qū)，與拉設(shè)電網(wǎng)相比，小型太陽能發(fā)電設(shè)施仍然相對(duì)便宜適用，在西藏地區(qū)已經(jīng)有７個(gè)縣靠太陽能解決了用電困難。另外，太陽能熱水器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)太陽能利用中應(yīng)用最為廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最迅速的領(lǐng)域，１９９８年我國(guó)的熱水器產(chǎn)量就已占據(jù)世界第一位，去年這個(gè)產(chǎn)業(yè)的總銷售額達(dá)到３５億元。我國(guó)的開