浅谈清洁能源

　　[摘要]随着全球传统能源的逐渐匮乏和所造成的环境污染，清洁能源更加引起重视，其中太阳能成为我们关注的重中之重，它的开发利用将迎来更大机遇。它资源丰富，开发成本低廉，对环境几乎没有污染，为人类创造了一种新的生活形态，必将促进社会进入一个节约能减少污染的时代。 　　[关键词]清洁能源 太阳能 开发利用 　　[中图分类号] TK519 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-341-1 　　0引言 　　太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。 　　1太阳能发电技术 　　太阳能主要发生在光―热、光―电、光―化学、光―生物质等几种转换方式。 　　太阳能光―热转换主要采用太阳集热器来实现。主要分为平板集热器、真空管集热器和聚焦集热器等三类。 　　太阳能光―电转换主要采用太阳能电池来实现。太阳能电池是一种可以把光能直接转换为电能的半导体器件。目前常用的半导体材料多为单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜，此外还有硫化镉、砷化镓等。 　　太阳能光―化学转换主要通过可逆的化学反应来实现太阳能转换成化学能的过程。 　　目前太阳能发电有两种发电方法：一种是将太阳能转化为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电;另一种是利用光电器件利用光生伏达原理将太阳能直接转化为电能，称为太阳能光伏发电。 　　1.1太阳能热发电 　　太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。 　　一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。 　　1.2太阳能光伏发电 　　太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池把太阳能直接转化为电能的发电形式。 　　太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流-交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统是今后光伏发电的主要形式。 　　1.3太阳能的利弊 　　1.3.1优点 　　（1）普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地 或海洋 ，无论高山 或岛屿 ，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。 　　（2）无害性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 　　（3）巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 　　（4）长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。 　　1.3.2缺点 　　（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是 能流密度 很低。 　　（2）不稳定性：由于受到自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度是极不稳定，这给太阳能的大规模应用增加了难度。 　　（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高。 　　2太阳能的小应用 　　太阳能路灯，利用光电转化板将光能转换为电能，进而供给路灯的使用，最重要的部分就是蓄电池，常用的是铅酸蓄电池，镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池等。 　　太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热管、储水箱及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热器受阳光照射面温度高，集热管背面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。 　　3太阳能使用前景 　　据中国能源报：在多种再生资源利用上，太阳能的比例是最大的，是人类持续发展的主要动力。近段时间，在太阳能利用上，太阳能热发电利用以其环保经济逐渐受到业内的关注。 　　近年来，全球太阳能发电正逐步进入规模化发展阶段。太阳能发电技术已取得很大进步，经济性显著提高，世界各国纷纷采取积极的政策措施支持太阳能发展，太阳能发电可望成为未来新能源的主导核心内容。我国正成为全球太阳能发电最具发展前景的市场。 　　随着全球能耗的不断上升及环境污染日益严重，太阳能的利用将成为人类持续生存和发展的重要手段之一 ，人类对其的探索和研究将更加积极 ，同时也预示着太阳能发电技术将在社会中扮演越来越重要的角色。 我国太阳能资源丰富，太阳能发电产业前景广阔。 　　参考文献 　　[1]狄丹.太阳能光伏发电是理想的可再生能源[J].华中电力，2008，21（5）：59-62. 　　[2]邢运民.陶永红主编.现代能源与发电技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007. 　　[3]刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统[M].北京：化学工业出版式社，2007.02. 　　[4]王兆安.黄俊主编.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2000. 　　[5]刘树民.宏伟.翻译.太阳光发电协会，编.太阳能光伏发电系统的设计与施工[日].北京：科学出版社，2004. 　　[6]罗运俊，何�\年，王长贵.编著.太阳能利用技术.北京：化学工业出版社2005.1.