太陽(yáng)能專(zhuān)題講座：太陽(yáng)能資源及利用概述

太陽(yáng)能資源及利用概述

太陽(yáng)能是由太陽(yáng)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(yáng)能概述

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

地球上太陽(yáng)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(yáng)能資源最豐富地區(qū)。我國(guó)太陽(yáng)能資源我國(guó)屬太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能資源最為豐富。拉薩素有“日光城”之說(shuō)，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(yáng)能資源太陽(yáng)能的利用

對(duì)太陽(yáng)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(yáng)燧取火”技術(shù)的記載，所謂“陽(yáng)隧”，就是形似凹面鏡的金屬圓盤(pán)，對(duì)著太陽(yáng)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(yáng)能聚光器。太陽(yáng)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(yáng)灶上獲得的。原理與古代陽(yáng)燧差不多，唯聚光所用的材料有較大的差別。陽(yáng)燧取火技術(shù)在世界太陽(yáng)能利用科學(xué)史上占有重要的地位。太陽(yáng)能的利用

國(guó)外認(rèn)為阿基米德是利用太陽(yáng)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(kù)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(yáng)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(cāng)惶逃跑。太陽(yáng)能的利用

可惜無(wú)法考證，人們認(rèn)為是一種傳說(shuō)。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(shuō)明太陽(yáng)能利用技術(shù)古已存在。但人類(lèi)自覺(jué)地把太陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的人。從此，太陽(yáng)能利用進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期太陽(yáng)能的利用利用太陽(yáng)能主要形式人類(lèi)直接利用太陽(yáng)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(yáng)光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。例如熱水器、開(kāi)水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽(yáng)能醫(yī)療器具。光熱轉(zhuǎn)換即利用太陽(yáng)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(chēng)，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能干燥器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能空調(diào)等。光電轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光電轉(zhuǎn)換，主要是各種規(guī)格類(lèi)型的太陽(yáng)電池板和供電系統(tǒng)。太陽(yáng)電池是把太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽(yáng)電池的光電效率約１0－1４％，其產(chǎn)品類(lèi)型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。太陽(yáng)能化學(xué)轉(zhuǎn)換太陽(yáng)電池的應(yīng)用范圍很廣。例如人造衛(wèi)星、無(wú)人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽(yáng)鐘、電圍桿、黑光燈、航標(biāo)燈、鐵路信號(hào)燈等。太陽(yáng)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(kāi)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(kāi)發(fā)無(wú)污染、可再生的太陽(yáng)能資源，力爭(zhēng)到２０２０年建成５００萬(wàn)千瓦的太陽(yáng)能發(fā)電容量，使太陽(yáng)能成為我國(guó)最大的可再生能源。北京太陽(yáng)能研究所研究員趙玉文用“近有實(shí)效，前有遠(yuǎn)景”來(lái)形容太陽(yáng)能資源在我國(guó)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和前景。我國(guó)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)目前具有１.５萬(wàn)千瓦的太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能解決了用電困難。另外，太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)太陽(yáng)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(xiāo)售額達(dá)到３５億元。我國(guó)的開(kāi)