原创 神奇的魔板

2006-9-9 14:25 2871 8 5 分类: 电源/新能源
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                                             ——太阳能发电板


    您听说过太阳能电池板、太阳能发电板、光伏发电板吗?您了解它吗?您知道它能给我们人类带来什么?它与太阳能热水器又有什么区别呢?


    在20世纪的世界能源结构中,人类所利用的一次能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。这些化石能源本质上是数万年前甚至于更长时间以来太阳能辐射到地球上的一部分能源储存到古生物中,经过沧海桑田的变化而演化成今天地球上的能源矿藏。它们是古生物化石的特殊形态。经过人类数千年,特别是近百年的消费,这些化石能源已被消耗了相当比例。随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的不断提高,未来世界能源消费量将持续不断增长,世界上的化石能源消费总量总有一天将达到极限。如果人类不加速寻找替代能源,能源危机将不可避免,而带来的损失将难以估计。因此,能源的替代是在势在必行。


    中国的能源资源储量情况危机逼人,除太阳能以外,中国各种一次能源均低于世界平均水平,能源开发利用造成的环境污染非常严重。中国是世界上少数几个能源结构以煤炭为主的国家,也是世界上最大的煤炭消费大国。从近期的石油、天然气、钢铁等升价后居高不下,从中可见些许问题。随着中国的社会经济持续的不断发展,能源需求将面临严重挑战。太阳能取之不竭、用之不尽。在中国,太阳能资源较好的地区占国土面积的2/3以上,主要集中在西部地区,尤其是西北和青藏高原,年平均日照时间在2200小时以上,中国陆地每年接收的太阳能辐射量约合24 000亿吨标准煤。


    太阳能是一种巨大能量的可再生能源,每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量。开发和利用丰富的、广阔的太阳能,可以对环境不产生或产生很少污染,太阳能既是近期急需的能源补充,又是未来能源结构的基础。不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度审视,还是从特殊用途解决现实供应问题出发,开发利用太阳能都是具有重大战略意义。


    在100多年前人类就开始研究光伏发电技术。1839年,法国物理学家A.E.贝克勒尔意外发现“光生伏打效应”,1873年英国科学家推断出对光敏感的硒材料在光的照射下导电能力的增加正比于光通量,1880Charles Fritts开发出以硒为基础的光伏电池,此后人们把能够产生光生伏打效应的器件叫做光伏器件,而半导体P-N结器件在阳光下的光电转换效率最高,通常称它为光伏电池。1954年在贝尔实验室第一次做出了光电转换效率在6%的实用单晶硅光伏电池,开创了光伏发电的新纪元。在20世纪70年代中期,研制出超薄单晶硅光伏电池,多晶硅、非晶硅电池也相继问世,此后光伏发电技术不断得到了完善,成本也不断降低,从此光伏发电技术产业走上能源历史舞台。当今世界各国特别是发达国家十分重视光伏发电技术的开发利用,针对其制定规划,大量增加投入人力物力加以发展推广。


    我国于1958年开始研究光伏电池,1971年成功地首次应用于中国发射的东方红二号卫星上,1973年开始用于地面。在20世纪80年代,十分弱小的中国光伏电池工业得到了发展,在许多应用领域建立了示范工程,多数用在部队的通迅系统、微波中继站、农村小型户用系统、载波电话系统等。到目前为止,中国在公共场所得到了较广泛应用,并逐渐进入广大的农村家庭,已在光伏水泵、独立运行、并网逆变、通信控制等上面的器件在技术攻关上取得了重大进展,而在光伏电站、风光互补电站、光伏户用系统和并网发电系统的开发上取得丰富的经验。


    太阳能发电又叫光伏发电,是将太阳光的光能直接转换成电能的一种发电形式。而太阳能热水器是太阳能热利用的主要形式,利用太阳能将水加热储于水箱中以便利用。目前太阳能发电都是直流电,一般太阳能发电都是低压安全直流电,可直接带负载,亦可间接变压、变频装置后带负载。太阳能发电虽然受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散地进行,适用于各家各户分别进行独立发电,而且可连接到供电网络上,使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可从电力公司买入。分布式光伏发电并网系统,可能是今后住宅和办公用电的主要模式。


    太阳能发电已成为现实,目前正在全球范围内迅速发展。在日本、欧美等发达国家正以多种优越政策加以引导和推动,而我国也不断出台新的能源政策加以明确的支持和鼓励,这将有力推动我国能源持续、健康、快速发展。如果讲化石能源是20世纪的人类能源主体,那么可以讲以太阳能为主体的新能源将成为21世纪的人类能源主体。在世界各国的剧烈的竞争中,谁掌握了未来的能源,那谁就掌握了人类未来的命运,太阳能发电的时代正快速向我们走来!

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