能源与环境论文

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论文的题目：太阳能的发展及应用

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太阳能的发展及应用

摘要：随着煤、石油、天然气等不可再生能源的枯竭，能源日益紧张和环保压力的不断增大，世界各国寻求绿色环保可再生能源的步伐不断加快。目前的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。因而太阳能的开发和利用迫在眉睫，太阳能发电也成为热门话题。

关键词：太阳能发展、可再生能源、光伏发电、环保、清洁能源

1.概述

能源是21世纪最热门的话题，而由于不可再生能源的枯竭，绿色环保的可再生能源登上历史的舞台。太阳能和有太阳能转换而成的水力、风能、生物质能等，他们都是可以循环再生的新型能源。

人们利用太阳能的方式有很多，主要是利用太阳能加热、取暖、发电。现在的太阳能热水器、太阳灶、太阳能硅电池等低级利用，作为节约生活燃料的辅助手段是很有效的。目前我国已是太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟的太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统，太阳能的产业在我国得到了迅猛发展。我国现在是世界上的光伏产品生产大国，也是我国为改善全球日益恶化的环境做出的巨大贡献。⑴

2.太阳能光伏（PV）发电及其优缺点

太阳能的光伏（PV）发电是目前太阳能发电的一种重要形式，也称为光发电。它可以将太阳能辐射直接转化为电能，其规模可大可小而且能独立发电，建设也很容易，所以它在现在得到了迅速的发展。虽然发展时间不长，但是其技术发展迅速和建设成本一直在不断降低显示了光伏发电在当代能源紧缺情况下的迫切性。光伏发电还是可再生的绿色能源，对于改善环境十分重要，有望成为21 世纪重要的代替能源。

太阳能光伏发电系统的基本结构有太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、负载等几部分组成，太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心。太阳能电池用半导体材料制成，在半导体上照射光后，由于半导体吸收光能会激发出电子和孔穴（正电荷），从而半导体中有电流流过，称为“光伏效应”。太阳能电池技术是太阳能发电技术的主要组成部分。⑵

太阳能电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点。⑶

我国的太阳能资源丰富，国土面积2/3以上的地区年平均日照时数在2000h 以上，年平均日辐射量在4000MJ/m2以上，我国的地理条件要优于欧洲和日本，与美国相近。尤其是我国的西藏地区阳光充足，青藏高原的海拔高、空气清新无重大工业污染，而且日照充足可以说太阳能资源得天独厚。西藏近年来实施太阳能专项计划，大力发展太阳能建设，目前太阳能光伏发电装机总量已达全国首位。西藏自治区因地制宜的大力发展太阳能让50万的农牧民受益，太阳灶、太阳能热水器、太阳能沼气池等新能源设施也在农牧区投入使用，科技的进步为西藏的经济发展和人民生活水平的提高提供了强大的力量支持。

目前我国的太阳能光伏发电还没有在全国范围内进行大规模建设，由于各种原因的限制光伏发电的装机容量与火电机组和水电机组相比仍然较小，且分布较为分散，并网后协调性较差。随着薄膜电池的推广使用，光伏发电的成本可能会从原来每度光电薄膜电池的上网电价４元降至１元左右，在很大程度上降低了成本。但与目前的火电机组、水电机组甚至风电机组发电成本相比较电价依旧较高，还无法在电力市场中参与竞争。

即使随着技术的进步成本已经得到很大的降低但是成本还是过高，作为一种新兴能源其发展规模有限而且有一些关键技术问题没有得到很好地解决，如高温蓄热技术、聚光技术、高效廉价跟踪技术、和新型高效换热器等。⑷虽然有技术难题，但作为一种很有前景的清洁环保能源，它的发展是不可阻挡的，随着科技的进步，技术难题的解决只是时间问题而已。

能源主要有3种，即火电、水电和核电。火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，

和硫的氧化一方面化石燃料正面临着枯竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出CO

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物等。水电有可能导致生态环境破坏。核电的安全性则一直受到大众的怀疑。⑸这就迫使人们去寻找新能源，其中，最理想的新能源是太阳能。太阳能是一种清洁的能源，利用太阳能发电是其中一种利用方式。太阳能光伏发电的优点：一是可再生能源，不会面临资源枯竭的尴尬；二是绝对干净，绿色清洁无污染；三是不受资源分布地域限制，可随时随地发电用电；四是太阳能质量高，没有碳排放，而且可在短时间内获得。

同样太阳能发电依旧有很多限制因素，一方面太阳能发电会受到昼夜、晴雨、季节等自然因素的影响；另一方面照射的能量分布密度小，要占用巨大面积；发电不稳定，储存成本高，太阳能发电的成本在每千瓦小时3 元以上，远远高于目前居民电网用电每千瓦小时0.5元，而且太阳能电池的光电转化效率比较低，为了降低太阳能发电的成本必须提高太阳能电池的光电转换效率。太阳能光伏发电系统是一个脆弱的系统，他需要很多太阳能电池板才能组成一个系统，而且在正常情况下只要有一块电池板被阴影或碎片挡住，出现失配现象，就会降低整个太阳能系统的发电量。具体来说，只要有10%的电池板面积被阴影遮蔽，系统总

发电量就会降低50%。⑹我国的太阳能发电产业起步于独立型太阳能发电设备(10kW以下),主要用于解决太阳能资源丰富而又无电的边远地区的居民用电。而更大容量(MW级)的并网型太阳能发电设备的投产是降低成本的途径之一，而我国的大型并网太阳能发电设备所以需要克服更多的技术难题，所以说太阳能发电的道路任重而道远。

3、我国太阳能发电的现状及前景

截止到2005年,我国的风力发电总装机容量为1500MW左右,是太阳能发电总装机容量的20倍,到2020年规划总装机容量为30000MW,也是规划太阳能发电总装机容量的15倍。但两者特点各异，夏季日照足风速低,冬季日照弱风速强；同样白天日照强时风小,夜晚无光照时风大。所以太阳能发电与风力发电并网可以是提高电能质量和降低成本的另一途径。

在我国发展大型光伏并网发电，是改变和优化电力结构的理想选择，也是可持续电力供应的理想模式。最具发展前景的光伏发电应用市场是大规模的荒漠电站。我国108万平方公里的荒漠面积为建设大型的太阳能电站提供了广阔的土地资源。从资源的合理开发利用来说，开发沙漠太阳能资源具有得天独厚的优势，可以使广大的沙漠、戈壁滩变废为宝。对改善沙漠生态环境、促进沙漠植被恢复实现能源的可持续发展具有重要的现实意义。⑺

太阳能是一种极为丰富并可再生的清洁绿色能源。太阳能光伏发电是最有应用前景的太阳能利用方式。目前在电池板材料及工艺方面新的研究成果的应用有效提高了太阳能发电的效率；并通过聚光、光强度跟踪等技术的研究及应用增强了对太阳能电池板的光辐射强度，大大提高了太阳能发电的转换率。⑻其实对于太阳能的应用是非常广泛的，例如太阳能热泵蓄热系统是一种节能、环保型的供暖方式。它通过充分利用太阳能,节约了其它一次能源的消耗,减轻了能源的浪费和对环境的污染;太阳能热泵系统可以连续运行很长时间而不使用其它辅助热源;太阳能热泵系统不仅白天能运行晚上也能运行等。⑼太阳能是永远不会枯竭的能源，拥有全球最大光伏电池生产能力的中国,有望在未来5年实质性启动国内光伏市场。国家能源局与亚洲开发银行联合举办的太阳能发电规模化发展研讨会上透露,正在制定的“十二五”新能源专项规划确定的“十二五”末中国太阳能发电装机容量将达到1000万千瓦。此前发布的国家“十二五”规划确定中国到2015年将形成500万千瓦的并网太阳能发电能力相比翻了一番。⑽

4、结束语

作为本国可持续发展的一个重要环节，太阳能光伏发电要想进一步发展不仅需要政府的鼓励政策以及优惠补贴，更需要政府加大推动力度，建立起协调推进机构，组织项目的具体实施，研究制定可行性强的支持政策，解决与之相关的资金、技术、法律和安全等问题。相信随着法律和政策的出台太阳能发电会是缓解