论太阳能在中国清洁能源之中的前景展望

王杰

摘要：随着工业化发展的推进，自然资源的大量利用，造成了环境的污染和资源的枯竭。开发新能源，降低环境污染受到各界的广泛关注。本文主要对太阳能的开发和利用进行分析，以供参考。

关键词：太阳能；能源；前景

引言

能源是各国经济发展和繁荣的重要因素，目前全球大部分能源仍来自化石燃料，由此产生的CO2形成温室效应，并加快了化石燃料资源的枯竭。随着环境恶化、资源短缺及燃料价格的波动，世界各国开始重点关注可再生能源。与其他清洁能源如核能、水电等相比，太阳能发电因其无污染、无噪声、不消耗燃料、不排放温室气体和有害气体，最能体现可持续发展理念，因此极具应用价值。太阳能是一种稳定且用之不竭的清洁绿色能源。

1我国太阳能产业现状

太阳能作为可持续资源，每秒辐射到地球上的能量相当于500万吨标准煤，且具有无害性、无限性、长久性及普遍性。中国的太阳能资源较为丰富，理论存储量可达17000亿吨标准煤每年，其利用形式主要以太阳能光伏为主，将太阳能的能量转化为人类所需要的形式，从而被人们所利用，随着科学技术的发展，太阳能的利用范围逐渐扩大，有效实现着太阳能的能源开发与转化。目前我国光伏制造的大部分关键设备已实现本土化并逐步推行智能制造，处于世界领先水平。同时在太阳能热发电的理论研究、技术开发、设备研制和工程建设运行方面已初步形成产业链，具备一定产业化能力。

由此可见，我国对于太阳能的传统开发利用已发展相对成熟，这些传统太阳能产品主要应用于建筑供暖制热，工农业生产等领域，总体具有专业性强，价格昂贵，应用范围局限等特点。

2太阳能应用技术

2.1光伏发电技术

光伏发电技术是一种直接将太阳光的辐射转化为电能的发电模式，利用了半导体PN结的光生伏特效应。当太阳光照射在PN结上时，部分光被反射，其余部分或变成热能，或使光子与半导体的原子价电子发生碰撞形成空穴电子对。由于存在扩散运动，P区带正电，N区带负电，PN结两端产生电势差，如果将多个电池串联或并联在一起，接通外电路就会形成电压和电流，太阳能便被转化为电能。光伏发电技术最重要的组件就是太阳能电池，根据电池材料类型[2]分为以下几种：a）晶体硅。单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；b）非晶硅。薄膜太阳能电池；c）多元化合物。CdTe太阳能电池、CuInGaSe2太阳能电池、CdS太阳能电池、GaAs太阳能电池等；d）化学染料。染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池。根据电池材料的研发阶段，光伏技术大致可分为三代。由于半导体材料的类型不同，每一代的整体效率和性能差别很大。第一和第二代光伏电池技术较为成熟，已投入大规模的商业化生产；第三代电池技术则多处于研发阶段。

2.2 太阳能汽车发展

在三十年前，太阳能动力汽车就已经诞生，然而这些年来一直无法走出实验室的重要原因就是能源转化效率低。在早期太阳能汽车研发过程中，太阳能蓄电电池板采用的是单晶硅片，能源转化率只有14%，相当于在这样的能换转化环境中汽车续航里程只能维持在十公里左右，这样的技术标准远远无法达到汽车量产推广的标准。从我国太阳能汽车研发历史来看，1984年我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，2006年我国首辆太阳能汽车在南京亮相，能够实现行驶速度最高88km/h。截止目前，我国市面上已经出现了许多电动系统与燃气并用的新能源汽车，真正的纯太阳能汽车仍然多数停留在实验阶段。其中汉能就已经突破技术限制，日前发布了4款太阳能汽车，其更是全球第一台薄膜式太阳能发电汽车，可日均行驶80-100公里，蓄电池最大续航里程能达到350公里。

随着当前石油资源的不断枯竭，因汽车尾气排放导致环境污染严重，太阳能汽车的研发能够有效解决不可再生能源消耗及环境问题，其以清洁、环保的性能能够真正实现交通工具的污染物“零排放”。虽然太阳能汽车在研发过程中仍然还存在许多问题，在入市过程中还有许多技术问题亟待进一步攻克，但是随着这些技术的不断提升，太阳能汽车性能将会越来越稳定，相信未来太阳能汽车的应用领域将会越来越广泛。

2.3太阳能自动控温采暖装置

采暖时，起动采暖系统中的管道泵，使太阳能热水器中的热水进行循环，当热水温度低于设定的阈值时，通过温度传感器感应开关启动管道电磁加热器对管道热水进行加热，当热水温度高于设定的阈值时，通过温度传感器感应开关关闭管道电磁加热器。农村太阳能自动控温采暖装置用太阳能和管道电磁加热装置配合进行农村居民采暖，在农村150余户应用后达到既满足采暖的需要，又节约采暖费用的目的；同时热水器里面的水还可用于洗脸洗脚等其他用途。一个采暖周期的采暖费用仅为800元左右，远远低于燃气采暖（3000元左右）、电热采暖（4000元左右）的费用。

2.4太阳能空调制冷技术

太阳能空调作为现阶段空调技术模式的主要发展趋势，与传统空调相比具有良好的季节匹配性，强化了空调自身的环境适应能力，为用户提供了更好的使用体验。同时由于对太阳能技术的有效使用，空调制冷技术的绿色属性得到增强，臭氧层破坏系数以及温室效应系数为0，对于现阶段生态环境保护产生了最为积极的影响。

太阳能空调制冷技术最早出现在20世纪中期的美国，1957年美国佛罗里达教授率先研制出太阳能制冷技术，并投入到实际生产生活领域。以此为基础，世界各国将其作为切入点，对空调制冷技术进行创新发展。从发展情况来看，太阳能空调制冷技术可以大致划分为吸收式制冷、吸附式制冷以及除湿空调系统等三种类型，从技术成熟程度来看，吸收式制冷技术发展较为完善，例如欧洲普遍使用溴化锂-水吸收制冷模式，我国广东江门以及山东乳山等部分地区也进行了相关技术尝试。吸附式制冷剂则有所不同，其借助于生态制冷材料，以太阳能作为主要驱动方式，实现了制冷区域内热量的有效吸收，达到在短时间内快速制冷的目的。结合区域特点不断进行太阳能空调制冷技术的尝试，在很大程度上，保证了设备技术的实用性，符合不同地区不同消费群体的使用要求。太阳能制冷技术的不断完善，要求技术人员着眼于实际，对吸收式制冷以及吸附式制冷、除湿空调技术手段进行必要的升级、创新，将技术创新与实际的使用场景有效结合起来，切实提升技术发展的实用性与针对性，在满足用户制冷需求的同时，避免生态污染。

2.5太阳能应用前景展望

每年我国太阳能辐照总量超502万kJ/m2，年日照时数超2200h的地区，占我国整体国土面积的三分之二，尤其西藏、新疆、青海、甘肃等地的总辐射量和日照时数更是极为丰富。这为我国发展太阳能技术，提供了必要的资源条件太阳能作为可持久供应且较稳定的可持续能源，未来在开发利用上有着极大潜力，不应仅局限在传统太阳能热水或是光伏发电系统，随着技术的不断革新，太阳能已有条件应用于日常居家生活当中，中国太阳能资源丰富，太阳能产业链不断完善。

结语

太阳能和其它不可再生能源相比有着环保、可重复使用、使用周期长等优点，大力发展太陽能等清洁可再生能源迎合现在节能环保的发展理念，是未来科技发展的重要方向。

参考文献

[1]许辉，张红，白撞，等.碟式太阳能热发电技术综述[J].热力发电，2009（06）：6-9.

[2]陈伟，张军.聚光型太阳能热发电现状及在我国应用的风险分析[J].可再生能源，2017，28（2）：148-151.

[3]李江华.太阳能技术在汽车新能源领域中的实践与探究[J].科技风，2018（35）：7.

（作者单位：天津城市建设管理职业技术学院）