延安太阳能的研究(一)

延安太阳能的研究
 摘要：简述我国太阳能资源分布、国际太阳能光伏发电技术及产业和太阳能热利用技术和产业的发展概况和趋势；介绍我国太阳能利用技术发展现状及同国外的差距，并对我国太阳能利用以及延安太阳能的应用在21世纪的发展提出设想和建议。
 关键词：太阳能利用；太阳能资源；热利用技术；光伏发电技术。
Solar Energy Research
 Abstract ：On the distribution of solar energy resources in China, the international solar photovoltaic technology and industry and the use of solar thermal technology and industry developments and trends; to introduce solar energy utilization technology development of China's present situation and the gap with foreign countries, and China's solar energy utilization in the 21st century the development of ideas and proposals.
 Key words ：Utilization of solar energy；solar energy resources； energy utilization technology；hotovoltaic technology 
 太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转换成热能称太阳能光伏技术。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。
 20世纪50年代，太阳能利用领域出现了2项重大突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6%的实用型单晶硅电池；二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论，并研制成功选择性太阳吸收涂层。这2项突破既是太阳能利用进入现代发展时期的划时代标志，也是人类能源技术又一次变革时期的划时代标志，也是人类能源技术又一次变革的技术基础。70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国制定可持续发展战略的重要内容。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。包括太阳能在内的可再生能源在21世纪将会以前所未有的速度发展，逐步成为人类的基础能源之一。据预测，到21世纪中叶，可在生能源在世界能源结构中将占到50%以上。
1.资源
 太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应，并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。太阳内部的热核反应足以维持61010年，相对于人类历史的有限年代而言，可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。地面上的太阳辐射能随着时间、地理纬度、气候变化，实际可利用量较低，但可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗及2100年后规划的能源利用量。地球上太阳能资源一般以全年总辐射量[kJ/（m2a）]和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。
 我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3103-8.4106 kJ/ (m2a)之间, 相当于2.4104亿t标准煤，属太阳能资源丰富的国家之一。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000h，日照在5106 kJ/ (m2a)以上。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州资源稍差外，东部、南部及东北等其它地区为资源较富和中等区。
2.国外发展概况和趋势
2.1美国太阳能工业的发展
 美国太阳能工业发展的故事，可追溯到一位来自纽约，名叫古德曼的天才梦想家和投资家。1979年，古德曼创造了美国第一家太阳能公司：LUZ。在圣经“创世纪”中，LUZ是雅各梦见天使沿着梯子上天堂的地方。雅各醒来后，将LUZ改名为“上帝的殿堂”。在古德曼的心目中，LUZ代表了“光明和良知”，是“天堂”与“地球”的连接。太阳能工业从一开始就代表着人类崇高的追求。
 在上个世纪整个八十年代，古德曼和他的投资人，凭着极大的毅力和远见，奔走于国会山庄和银行之间，为他们庞大的冒险事业寻找援助。尽管他们开发的太阳能热电技术后来得到了巨大的成功，他们建立的9个工厂仍在良好地运转，但由于资金周转不济，LUZ公司本身于1991年宣布倒闭。接下去的10年，峰回路转，技术的进步和市场的成熟，开创了美国太阳能工业快速发展的新代。
 目前，世界范围内的太阳能工业及其市场已初具规模，其发展速度甚至超过许多专家和政策制订者的预想。一般而言，太阳能工业由太阳能光伏技术、太阳能热电技术和太阳能热水技术三部分组成。以太阳能光伏工业为例，1998年全球光伏市场规模是152MW，比1997年增长了21%。其中，美国生产54MW，占全球总额的1/3。据估计，至2005年，光伏市场全球总额将会增加到550MW。光伏工业包括设备制造商(提供制造光伏产品的设备)、原料硅生产和供应商(提供原料硅)、光伏电池制造商(制造光伏电池)、电池组件生产和供应商、系统组合商、系统安装和服务商。光伏工业需要雇用许多具有专门知识的技术工人。专家分析说，光伏工业目前为美国社会创造了12800个就业机会。据美国能源部估计，克林顿总统提出的百万太阳能屋顶计划，将会为美国创造70000个就业机会。美国太阳能热水器工业近年来得到了长足的发展。统计资料表明，1996年美国共生产了77万平方英尺的热水器。以平均价格每平方英尺15美元计算，1996年的销售额是1200万美元。在欧洲，过去10年来太阳能热水器的增长率一直保持在18%，预计未来十年增长率会达到23%左右。
 从上世纪九十年代开始，美国太阳能和可持续能源工业开始酝酿重整的计划。由美国可持续工业行业协会和咨询公司领头，进行了广泛积极的协商，以求达到产业内的共识。该计划希望通过最佳资源组合，包括人才、信息、原料、市场、技术、销售网络和资金等优化组合，提高美国可持续能源工业的规模和竞争力。
 美国可持续能源工业重整计划的形成，是由于技术的快速发展、市场国际化程度的进一步提高，以及企业兼并的加剧等因素所造成的。事实上，美国可持续能源产业的竞争力正受到来自日本、欧洲的挑战。以光伏工业为例，如以生产地点来计算，美国是世界光伏生产的重镇(年生产54MW，占全球总值的1/3)，但近年来许多美国光伏工厂的股权已被欧洲国家和日本买下。所以，如果以所有权来计算，美国的领先地位已经被欧洲和日本所夺取。同时，美国的光伏产品也越来越依赖于国外市场。例如，根据1997年的数据，73%的美国光伏产品靠出口，其中1/2以上销往日本和德国。市场的相互渗透

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