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一、引

言:

.........................................................................................................................................1

二、太阳能发展历

史.......................................................................................................................1

三、太阳能利用发展背

景...............................................................................................................3

四、太阳能特

点...............................................................................................................................4

五、国内外太阳能利用现

状...........................................................................................................5

六、太阳能发展趋势及其前

景.......................................................................................................7

七、太阳能发展对社会的影

响.......................................................................................................8

八（结束

语.......................................................................................................................................8

参考文

献...........................................................................................................................................9

一、引言:

新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一，随着世界经济的快速发展，对能深需求逐年增长，而地球上以石油和煤为主的矿物资源日渐枯竭，能源已成为制约各国经济发展的瓶颈。

同时，随着化石燃料的燃烧，所生产的二氧化碳在大气中的浓度急剧增加，生态环境逐渐恶化，使地球逐渐变暖。

随着人类社会的发展，改善生态环境的呼声越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济，改善人民生活具有重大的意义。

太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，在日常生活中受到了各国政府的重视，各国都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内用。

二、太阳能发展历史

据记载，人类利用太阳能己有3000多年的历史。

而将太阳能作为一种能源和动力加以利用却只有300多年的历史。

真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”、“未来能源结构的基础”，则是近来的事。

20世纪70年代以来，太阳能科技突长猛进，太阳能利用日新月异。

近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师，所罗门?

德?

考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动.机算起。

这是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。

在1615年~1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置好人一些其它太阳能装置。

（一）20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段:

11900~1920年在这一阶段，世.界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装?

置，但采用的聚光方式多样化且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64KW。

建造的典型装置有:

1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆创主聚光器，功率:

7.36KW:

1902~1908年，

在.美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质:

1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵。

21920~1945年在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作?

1

的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次大战有关。

31945~1965年在第二次世界大战结束的20年中，太阳能研究热潮。

在这?

一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展。

比较突出的有:

1945年，研制的成实永型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础;1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，井研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。

此外，还有其它一些重要成果，如1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kw的太阳炉。

1960年，在美国佛罗坐达建成世界上第一套用甲板集热器供热的氨——水吸收式空调系统。

1961年一台带有石英窗的斯特林发动机问世。

在这一阶段坐，加强了太阳能基础理论和皋础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅人阳电池等技术上的重大突破。

平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。

太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。

对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

4（1965~1973年这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原冈是太阳?

能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，得不剑公众、企业和政府的重视和支持。

5（1973~1980年石油危机的爆发，使人们认识刽现有的能源结构必须彻底?

改变，应加速向未来能源结构过渡。

从而使许多国家，尤其是工业发达国家重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。

这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期。

各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。

开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。

国际间合作十分活跃，一些第三世界国家积极参与太阳能开发利用工作。

研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果如真空集热管、非晶硅太阳电池、光解水制氢等。

但各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足。

6.1980-1992年进入80年代后开始落潮，逐渐进入低谷。

世界上许多国?

家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。

导致这种现象的主要原因是:

世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力;太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成奉的目标没有实现。

受80年代国际上太阳能低落的影响，我国太阳能研究丁作也受到一定程度的削弱。

这一阶段，虽然太阳能”发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。

7.1992~至今由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破?

坏对人类的生存和发展构成成胁。

在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》、《21世纪议程》等系列重要文件，把环境与发展纳人统一的框架，确立了可持续发展的模式。

这

次会议之后，世界行国加强了清洁能源技术的开发，将利用太刚能与环境保护结合在起，使太刚能利用工作走出低估逐渐得到加强。

世界环保大会之后，我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广光太阳能、风能、地热能潮汐能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，

进步明确了太刚能重点发孱两目。

1992年以后，世界太阳能利用又进一个发展2

期，太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合;太阳能发展目标明确，重点突破，措施得力;在加大太阳能研究开发力度的同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高;国际太阳能领域的音作空前活跃。

（二）小结

通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦。

太阳能利用的发展历程与煤、石油等完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时刚长。

这方而说明太阳能开发难度太，短时间内很难实现大规模利用，另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应、政治、战争等因素影响，发展道路曲折。

但从总体来看20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都快。

三、太阳能利用发展背景

从业革命开始，人类进入了工业社会以来（机器大生产使得能源垤渐成为了人类社会存在与发展的物庙基础。

在过去200多牛里，建市在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展，人类的物质生活和精神生活不断得到丰富。

随着人类社会生产力水平的不断提高，能源的消费量也在不断增长。

20世纪以来世界经济发展的几个阶段中，能源消费增长状况如表1所示。

两倍多，而1950--1975的25年间增长了两倍，可以预计随着社会的不断发展进步，能源稍费量的增长会越来越快。

但大规模使用化石燃料的严重后果也逐渐突显出来:

环境不断恶化，诱发国际间的政治经济纠纷，资源的日益枯竭。

从长远来看，化石燃料在人类的时间尺度上于不可再生资源，用一点少一点，而目前预测全球已探明的石油储量能用到2020年，天然气总储量也只能够维持到比石油晚一十年开采完毕，即使储量丰富的煤嵌资源也只能维持二三百年。

为使得化石燃料等不可再生资源得到更充分、持久的利用，寻找能够替代传统能源的新能源成为进入21世纪的人类的首要任务。

新能源应该具有清洁、高效、广阔的发3

展前景等特点，太阳能、风能、生物能、海洋能、低热能等新形式的能源正是凭借这些特点逐渐进入人们的视野，而其中太阳能又以自身优势在新能源开发中独树一帜。

四、太阳能特点

第一，总量巨大。

到达地球大气外层的太刚辐照总强度约为174000tw，其中约

30%被大气层反射回外太空，其余到达地表的能量被大气、陆地海水、植被等吸收，约为每年38×1024J，这相当于全世界2009年全部能源消耗（47×1020J）的8000倍，也就是随地球表而小时接收的太阳能足够人类一年使用。

如果排除海洋、森林冰川等地区，仅计算适与利用太刚能的陆地面积，大约又600tW的太阳能资源可用，即每年19×1022J，总量上满足世界能源需求全无问题。

而其他形式可再生能源及性能的丰度远不足太阳能，均无法单独依靠自身满足能源需求缺口。

第二，容易莸取和利用。

从空间上来讲，太阳能容易获取，在地表无处不在，无勘探和开采成本，而且不需也无法运输。

但是太阳能在时间上具有不连续性，只能在白天利用，夜间几乎为零，如需不间断利用太阳能，则必须有储能机制以备夜晚使用，所以太阳能是随处可见，但定时可用的能源。

第三，清洁无排放。

获取和利用太阳能的过程本身不会产生任何污染物的排放，也不会留下余物。

第四，取之不尽，用之不竭。

太阳能来自于太阳4

五、国内外太阳能利用现状

（一）、国外现状

常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。

近几年，国际光伏发电迅猛发展。

1973年，美国制定了政府级阳光发电计划;1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元;1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了234%:

;1997-年美国和欧洲相继宣布“百万屋顶光伏计划”，美国计划到2010年安装l000~3000MW太阳电池。

日本不甘落后，1997年补贴“屋顶光伏计划”的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。

印度计划1998--2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50mw。

国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。

到目前为止，世界太阳电池年销售量己超过60兆瓦，电池转换效率提高到l5%以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分,度电，在太阳热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。

太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。

（二）国内现状

我国太阳能光伏发电用始于70年代，真正快速发展是在80年代。

在1983年--1987年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦目前太阳电池主要用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏辟无电地区，年销售约1.1兆瓦，成效效显著。

（1）建成了40多座县、乡级小型光伏电站，光伏电池总装机容量约600kw，其中西藏最多，达450多kw:

;1998年10月建成我国最大的西藏那曲安多县光伏电站的光伏电池装机容量高达100kw。

（2）家用光伏电源在青海、内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、西藏以及辽宁、吉林、河北、海南、四川等地广泛应用。

据不完全统计，至今全国已累计推广家用光伏电源约15万台，光伏电池总功率约达29MW;（3）在22所农村学校建立了光伏电站，光伏电池组件的总装机容量为57kw。

（4）1998年中国通信史上建成难度最大的兰——西——拉光缆干线工程，有26个光缆通信站采用光伏电池作电源，其海拔高度多在4500m以上，光伏电池组件的总功率达100kw。

（5）1996年建成

了塔中4——轮南输油输气管道阴极保护光伏电源系统，总功率为40kw。

该系统横贯环境恶劣复杂的塔克拉玛干大沙漠，总长达300Km。

（6）1995年，63个国家重点授藏项目——西藏广播电视发射接收工程采用光伏电他供电，共建成216套卫视接收站和调频发射站光伏电他供电系统，总功率为300多kw。

（三）太阳能热利用技术与太阳能光伏技术

太阳能热利用技术是依靠集热器对太阳能进行采集，通过加热水或空气将太阳能转换成热能集热器主要分为平扳型和聚光型集热器两种。

平板集热器等能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，但其集热温度较低，聚光束热器能将刚光会聚柱而税较小的吸热而上，可获得较高温度，但其只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。

太阳能热利用的方式主要有以下几种。

1、加热水和空气，直接为人类生活提供服务用水，同时能为寒冷地区的楼5

房取暖提供热量，而且还能通过他用采集的热量驱动干燥剂制冷系统或吸热泵式制冷系统，达到为房间降温的目的;

2.可以为工农业生产提供热能，尤其是在农业生产的温室和晾晒干燥设施中，通过使用集热器，会得到更多的太刚能热量，而使得设施少受天气变化的影响;

3、可以利用集热器采集太阳能，通过热力学循环来专门发电或用于发电的系统。

太阳能光伏技术是以光电效应作为基本原理，依靠光仕装置把光直接转换成电能。

光伏装置——太阳电池，是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体，可产生强大的一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%，每瓦发电设备价格降到1——2美元时，便足以同现在的发电方式竞争。

当然，特蛛用途和实验室中用的太附电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半日体重叠而成的太阳电池，光电变换效率可达36%，快赶上了燃煤发电的效率。

但由于它太贵，目前只能在卫星上使用由于光伏发电具有众多优点，如安全可靠、无噪声、无污染、能量随可得，不受地域限制，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意等，拉电效率要较光热发电高，即他同传统燃煤发电相比血具有无以比拟的优势因此光伏发电具有更为广阔的利用前景，是世界各国太阳能利用研发中的重要阵地，这一领域内的技术革新也更为迅速。

而且目前世界上也已经有了多个太阳能光伏电站，如德国在巴伐利亚Dacha区建造了5.3MW太阳能电站，2005年12月将全部完工;瑞士最大的太阳能电厂于日前已经投入运营。

该电厂的6000个太阳能电池扳能发电1MW，每年能为300个家庭提供电力，预计运行20年。

（四）利用优缺点

当前，对太阳能利用的开发都给与极大的重视，投入大批的研究经费，而且越来越多的科研人员投入太阳能利用领域来，寻找新材料，开发新技术。

但无论是太阳能热利用技术，还是光伏技术目前都是处于发展期，同样面临设备效率低或者成年高，甚至二者兼而有之的问题，无法形成商业竞争力，目前也只是小规模的太阳能利用。

且太阳能很分散，到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度根低。

因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

还有不稳定性，由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及睛、阴、云、雨等随机因索的影响，所以到达某一地面太阳辅照应既是问断的，又是极不稳定的，过给太阳能的6

大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续稳定的能源，从而最终成为能够来常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

最后点事效率低和成奉高。

目前太阳能利用的技展水平，有些方而在理论是可行的，技术上也是成熟的。

但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说经济性还不能与常规能源相竞争。

太阳能利用的进一步发展，还受到经济性的制约

六、太阳能发展趋势及其前景

太阳能的众多独特优势决定了其广阔的发展前景。

从理论上来说，在未来社会，现有的太阳能利用方式将会得到进一步发展，新材料、新技术的出现必然会他得太刚能利用设备效率高且成丰低，而到时研究新的利用方式，全而利用太刚能将尝是重点。

至本世纪中叶，世界范围的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用，随看越来越多国家的政府和有识之士的重视，太阳能的利用技术也有望在短期获得较大进展。

（一）太阳能电池

太阳能电池材料般的要求有:

1）半导体材料的禁带不能太宽;2）要有较高的

）材料本身对环境不造成污染;4）材料便于工业化生产且性能光电转换效率;3

稳定。

基于以上几个方面的考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。

随着新材料的不断出现和相关技术的发展，以其他材料为基础的太刚能电池也愈来愈显示出诱人的前景。

（二）有机薄膜太阳能电池的成熟

近年来，以薄膜取代硅晶制造太阳能电池的技术已较成熟，有机薄膜太阳能电池他用塑料等轻质柔软的材料为基扳，研究人员表示，通过进一步研究，有望开发出转换率达20%可投入实际使用的有机薄膜太刚能电池专家认为，未来5年内薄膜太阳能电池将大幅度降低成率，届时这种薄膜太刚能电池将广泛用于手表、计算器、窗帘甚至服装上。

有机薄膜太阳能电池具有很多优点，比如使用寿命长——可连续使用20年，制造成本低——生产成本为传统战本的1/3~1/4，它轻、薄，容易实现大面积制造，高柔性、半透光等，最小弯曲半径为0.01m;并且绿色环保，无任何废物排放。

这些优点将使有机薄膜太阳能电池应用前景广阔。

（三）太阳能热水器

在太阳能利用中，用太刚能生产热水是在经济r最肯希望与常规能源竞争的种利用方式，这不仅因为太阳能热水器比较简单，价格相对来说不太高，同时还因为生话用热水般是常年需要的，因而太阳能热水器一年四季均可发挥效益，设备利用率较高。

（四）太阳能光电制氢产业

随着光电化学及光伏技术和各种半导体电极实验技术的发展，使得太阳能制氢成为氢能产业的最佳选择。

氢能具有热值高、爆发力强、品质纯净、贮存便捷等许多优点。

随着太阳能制氢技术的监展，用氢能取代碳氢化合物能源将是本世纪的一个重要发展方向。

氢燃烧的发热量是汽油的3倍后，且只生成水，不污染环境，而且便于储存和运输，属于可再生资源因此在未来社会，氢气是取代汽油、7

天然气的最佳燃料。

氢气的制取可以从两方面来考虑，首先地球上水的总量极

其丰富，水解制氢生成氧气不会造成污染，而且理论效率最高，因此水是制氢的最佳原材料;其狄太刚能取之不尽、用之不蝎，且无污染，因此太阳能是制氢的最佳能源，所以未来社会光解水制造氢是最好途径。

绿色植物的光合作用，就是通过叶绿素吸收太阳光，再把光能转化为电能借助电于转移过程将水分解的如果把太阳能先转化为电能，则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。

七、太阳能发展对社会的影响

太刚能的发展很大程度缓缓解了世界能源供应紧张的问题，同时使环境得到了一定的保扩。

优化能源结构，提高了能源他用效率，促进经济发展，他人们的生活变得更为方便。

就拿青藏高原为倒，青拔高原地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺。

过去牧民们大多靠“酥油灯”照明，而近年米，青海省利用高原上日照时间长，辐射强度大，太刚能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补。

电站。

目前，青海农牧区的112个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了908个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口50多万。

青海全省人口550万，如今七分之一的人口靠太阳能告别无电时代。

在推进太阳能光伏电站建设的同时，青海省政府制作太阳能灶66000台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使30万农牧民用上了太阳能灶。

太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达15年。

推广使用太阳能址，大大减少了燃料短缺地区农牧民砖伐灌木林的数量，促进了环保T作。

据测算，青海省利用太刚能发电所产生的电相当于几个中型水电站的产量太阳能的使用，为解决电网不能覆盖地区的农牧民用电题开辟了了新途径。

用太阳能在边远地区分散供电，既环保卫经济，比延伸电网或柴油发电有明显的优势截至目前，累计总投资40多亿元人民币，中国可再生资源和国家送电到乡工程，已利用太阳能拉电为我国内蒙古、甘肃、新疆、西藏青海和四川等地共16万无电户解决了用电问题。

目前，我国已安装光伏电站约5万千瓦，主要为边远地区居民供电。

所以，太阳能渐渐地应用在人们生活中，给予人们生活很大的便利。

且太阳能所应用于社会的各个方面，都很好的造福了人们。

八（结束语

进入21世纪以来，世界各国都十分重视太阳能利用技术的开发，而我国因得天独厚的地理位置而具有丰富的太阳能资源，我国年太阳能辐射能量，估计能达到3340-8400MJ,m由此可见，充分开发利用太阳能资源是节省和替代常规能源的有效措施，是实现能源可持续发展战略的必由之路。

而根据有关部门的预剥，到8

2050年左右，太阳能将超过石油天然气等其他常规能源的使用规模而成为新能源的典型代表，而在人类的生产、生活和社会发展中扮演重要的角色。

在未来社会，随着现在太阳能利用技术的逐渐成熟，以及利用新方式的开发，人们用电可以凭借全球电网由地面光伏电站和空问电站共同提供，交通工具以太阳能制造的氢气为燃料，且在允分利用太阳能取暖制冷的生态建筑中，环境问题得到解决，人们将会重新看到蓝色的天空，资源不再短缺，国家之间也不再