张治国 王茹玉

摘 要：煤炭、石油等化石燃料的大量使用导致环境污染，特别是属于不可再生资源，所以地球储藏总量不断减少，人们认识到了不可再生资源的局限性，开发新能源迫在眉睫。太阳能作为绿色和永久的能源具有可开发的美好前景。对于太阳能的利用主要方式有将其转化成电能和热利用两种方式，未来一方面要研发新材料和新技术提高转化率，另一方面开发新的利用方式和利用对象。

关键词：光伏发电;热利用;太空发电;光电玻璃幕墙;风光水电站互补

随着大量石油、天然气等化石燃烧大量的开采和使用，导致“温室效应”和全球气候变暖等全球性的气候问题，也产生了酸雨、雾霾等严重的环境污染;同时化石燃料是不可再生资源，随着大量的开采日益枯竭。正因为这些问题日益凸显出来，世界上很多国家开始重视太阳能的开发和利用，因为地球所接受到的太阳能总量是全球所有国家所需能量的三万倍至四万倍，因此太阳能是取之不尽、用之不竭！其次，太阳能分布广泛，全球都有太阳能，不像煤等化石燃料存在着明显的地域分布;同时太阳能是一种环保、清洁能源，所以许多国家都正在大力开发各种应用太阳能的新技术和应用太阳能的新材料，以扩大利用太阳能的领域。所以各种各样的太阳能动力装置，如发电、供暖和供水等应用特别的广泛，甚至在某些领域太阳能应用已进入实质性的阶段。

1 目前太阳能应用的现状

1.1 利用太阳能发电

各国不断的开发新技术和开发新材料，降低太阳能发电的成本，其质量不断的提升，特别是转化效率方面表现的尤为突出。从1974年发展到1997年，一些发达国家其光电池发电成本降低的特别明显：从每发一度电为50美元降到了每度5美元。太阳能光伏发电系统在我国由于起步较晚，尤其是在开发、生产太阳能电池上还滞后于国际水平，整体上表现为产量低、应用面不宽广、产品种类不丰富多样、技术水平不发达的这样阶段。根据粗略统计数据可以发现，目前国内太阳能电池生产厂年产量比部分发达国家要低，工厂生产设施仍以进口设备为主，知识产权较少。太阳能电池平均转换效率不高，科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。未来为了使太阳能电站比传统电站更具有经济竞争力，还需要很长的时间，原因是降低成本到一定的程度才能达到。所以导致目前太阳能电站装机总容量不大，整体发展较慢。只有发电成本不断降低，才能有利于该行业的大力发展。如今年6月，美国已在本国山区修建了第一个小型实验样板型的工业太阳能电站。该电站所使用的涡轮机是从淘汰下来的直升机上拆下来的旧设备，使用的涡轮机不是新的，装机总容量为100kW，但每度电的成本仅为0.5美分，设备的转化效率达到了40%至50%。

1.2 太阳能的热利用

经过这么多年的发展，太阳能热利用技术越来越完善，应用领域越来越广泛，太阳能应用最为普遍和发展最为飞速的产业之一就是太阳能集热。以太阳能热水器为例，随着人们生活品质的提高、环保规格不断提升和限制对常规化石燃料的消耗，太阳能热水器将在人们日常生活中应用将不断提高，我国在1998年销售总额就达到了35亿元，其产量位居世界榜首。还比如太阳房、太阳灶、太阳能干燥器等作为太阳能热利用领域的一个重要方面，在我国进展也较快。据不完全统计，目前我国已建成各种太阳房约200多万平方米，并相继出现了太阳能采暖教室、太阳能采暖办公楼及太阳能采暖边防哨楼等，已由实验试点阶段转入了实用推广阶段。这些太阳能热转化产品的研发和应用，反哺了太阳能热利用产业的发展。在美国，太阳能热水器年销售额高达10亿美元;同时不断地创新太阳能热发电技术，目前，正在运行或修建的大型太阳能热发电站有20多座。

2 未来太阳能开发利用的前景

2.1 不仅在地球上建立大量的太阳能电站，而且大量开发太空太阳能发电站

由此看来，全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已经就在眼前，除了在地球上建立大量的太阳能电站外，也可以到太空中建立太阳能发电站，与地球表面相比，宇宙空间是一个失重和真空的环境，对设备强度要求不高。而且没有春夏秋冬的变化和白天黑夜的交替，更没有乌云密布和淫雨霏霏，辐射能量十分稳定。然后传输到地球变为电能，来解决我们人类日益面临的能源短缺，相信随着科学技术的发展，这个梦想不再遥远。美国的相关部门正在筹建世界上第一座太空太阳能发电站，不久将开始向地面供电。

2.2 建筑大楼的外墙安装光电玻璃幕墙

在建筑大楼的外墙安装光电玻璃幕墙，光电玻璃幕墙就是将太阳能电池板密封在两层建筑玻璃的中间，这种新型建筑材料一举两得，一方面作为建筑的墙面，同时将太阳能转化为电能，供给大楼使用。部分国家制定了相应的光伏计划，来促进开发和应用能够利用太阳能的新型建材，如美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”和我国的“光明工程”。

2.3 开发更多种太阳能利用设备

未来各个国家和地区结合当地的实际情况，开发太阳能和其他能源相结合的发电设备，以弥补太阳能能源的不足之处。如风光互补发电装置将太阳能和风能同时利用起来，相辅相成;还可以开发太阳能和蓄水电站结合，当太阳能充足时，进行蓄水转变为水的势能，当供电不足时让蓄水电站来弥补。大量开发家庭使用的小型光伏電源系统，满足家庭用电需求，同时也可以设计并网功能，当电量充足时输送给电网。同时继续开发利用太阳能的设备如太阳能路灯、太阳能玩具等，综合开发应用太阳能。

2.4 继续开发高新能的光伏发电材料

未来各个国家还会投入大量的人力和物力研制太阳能电池板材料，因为制作太阳能电池板的原材料成本过高一直是制约太阳能发电行业大规模运用的一个瓶颈，所以加大新技术的开发，继续降低生产太阳能电池所需多晶硅使晶体硅成本，原材料价格的降低将会降低太阳能发电的成本。随着太阳能光伏发电成本的不断下降，进而使太阳能光伏发电将变得更加普遍。

随着环境污染和能源危机的日益严重，节能环保的发展越来越受到重视，太阳能作为一种清洁、绿色的可再生资源，再解决上述矛盾有着重要的作用。因此太阳能产业有着广阔的应用前景，在未来的新能源中有着重要的一席之地。

参考文献：

[1]赵玉文.21世纪我国太阳能利用发展趋势[J].中国电力.2000（09）.

[2]李锦堂.20世纪太阳能科技发展回顾与展望[J].太阳能学报，1999（特刊）.