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1、课程论文题目:太阳能的发展与运用课程：姓名：专业：班级：学号：指导教师：职称：太阳能的发展与运用摘要：通过介绍太阳能在国内外的的发展背景及意义，分析了太阳能利用技术现 状，世界太阳能专利及其发展趋势，分析了我国太阳能利用技术现状：我国太阳 能取得显著成绩，从而引出了太阳能在运用方面待解决的一些问题与太阳能在未 来的发展方向进行阐述。太阳能发电作为一种取之不尽，用之不竭的清洁环保能 源将在二十一世纪得到前所未有的发展。尤其是太阳能电池在使用中不会释放包 括二氧化碳在内的任何有害气体，这将极大的改善生态环境、解决地球温室效应 的问题，因此太阳能电池有望成为二十一世纪的主导新能源，并终将在世界能源
2、结构中占有一席之地。关键词：太阳能；技术；现状；前景；光伏The development of solar energy and useAbstract：Through the introduction of the development of solar energy in home and abroad, analyzes the background and significance of solar energy utilization technology situation, world solar energy patent and development trend in C
3、hina is analyzed, and solar energy utilization technology situation: our solar has achieved remarkable results, thus raises solar energy in application of some problems to be resolved with solar energy in the future development trend are described. Solar power as an inexhaustible, inexhaustible clea
4、ner energy will be in the 21st century unprecedently development. Especially solar cells in use not release carbon dioxide, any harmful gas, this will greatly improve the ecological environment, solve the earth greenhouse problem, thus solar battery is expected to become the twenty-first century lea
5、ding new energy, and ultimately in world energy structure occupies a place.Key words: Solar energy;Technology; The status, Prospects; photovoltaic0 引言太阳能作为一种可再生的新能源，具有清洁、环保、持续、长久的优势，成 为人们应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的 强烈关注。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时 期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发 展到现代，太阳能
6、的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电 利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电 转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。据记载，人类利用 太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，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，太阳能科技突飞猛进，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。该发明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1
7、615年1900年之间，世界上又研制成多 台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式 采集阳光，机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分 为太阳能爱好者个人研究制造。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威胁。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世纪议程和联合国气候变化框架公约等一系列重要文件，把 环境与发展纳入统一的框架，确立了可持续发展的模式。这次会议之后，世界各 国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在一起，使
8、太阳能 利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环发大会之后，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太阳能、风 能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了中国21世纪议程， 进一步明确了太阳能重点发展项目。1995 年国家计委、国家科委和国家经贸委 制定了新能源和可再生能源发展纲要，明确提出我国在1996-2010年新能源 和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施。这些文件的制定和实施， 对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用。 1996年，联合国在津巴布韦召 开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了哈拉雷太阳能与持续发展宣言，会 上讨论了世
9、界太阳能10年行动计划，国际太阳能公约，世界太阳能战略 规划等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚 定决心，要求全球共同行动，广泛利用太阳能。1992 年以后，世界太阳能利用 又进入一个发展期。1 太阳能的特点长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能， 只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总 能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之 分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单， 而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者， 太
10、阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致温室效应和全球性气候变化， 也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正 在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特 别是在近 10 多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机 的夹击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各 种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始 进入实用阶段。运用太阳能具有以下特点：(1)普遍：太阳光普照大地，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：开发利
11、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：每年到达地球表面上的太阳辐射 能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源.(4)长 久：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。(5) 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。平均说 来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最 大，在垂直于太阳光方向1m 2面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若 按全年日夜平均，则只有
12、 200W 左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有 1 5 左右，这样的能流密度是很低的。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。(6)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既是间断的又是极 不稳定的，这给太阳能的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，从而最终成为能够与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雨天使用，但目 前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节
13、之一。(7)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，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。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性 的制约.2 太阳能在国内外的运用状况及待解决的问题2.1 太阳能在国内的运用现状我国太阳能主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳 能干燥、海水淡化和工业用热等领域。其中太阳能热水器在我国得到了快速发展 和推广应用，是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。到 2006年， 我国太阳能热水器年产能已超过1800万m2,使用总量
14、已达到9000万m2,占世界 的60%，使用太阳能热水器已覆盏4000多万个家庭，有1.5亿人使用了太阳能， 并继续以每年 20%到 30%的速度递增，是世界最大的太阳能热水器生产国和应用 国，而且我国太阳能热水器产业年产值180多亿元，出口创汇5000万美元，全 行业提供就业机会60多万个。近年来我国太阳能热水器行业的自有技术已占95% 以上，而综合成本还不到国外平均水平的一半。在太阳能利用标准体系建设方面， 2006年年底颁布实施了20 项标准，其中国家标准16项、行业标准4 项，已建 成北京和武汉两个国家级太阳能热水器产品检测中心。同时，也必须清醒地看到， 我国太阳能热水器产品的质量总体
15、水平不高，目前太阳能热水器生产企业有 3000 多家，大量作坊式企业生产使得市场上近 70%的太阳能产品在冬天存有安全 隐患，消费者的总体满意率只有 33%至 54%；特别是中小企业的产品质量不够稳 定，在可靠性、耐久性和舒适性等方面还与燃气热水器、电热水器有着明显的差 距。中国太阳能发电领域起步较早，1958 年开始研究光伏电池，1971 年首次成 功应用于我国发射的东方红二号卫星上，1973 年开始将光伏电池用于地面。在 20世纪 80 年代以前中国光伏工业尚处于雏形，太阳能电池的年产量一直俳徊在 lOkWp 以下，价格也很昂贵，致使太阳能光伏发电市场的发展很缓慢，除了作为 卫星电源，在地
16、面上太阳能电池仅用于小功率电源系统，如航标灯、铁路信号系 统、高山气象站的仪器用电、电围栏、黑光灯、直流日光灯等，功率一般在几瓦 到几十瓦之间。在“六五”（1981-1985）和“七五”（1986-1990）期间，国家开始 对光伏工业和光伏市场的发展给以支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定 资金，1983 - 1987年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了 7 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 kWp跃到1988 年的4. 5MWp,使得我国十分弱小的太阳能电池工业得到了巩固并在微波中继站、 部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型户用 系统和村庄供电系统等许多应用领域建立了示范。进入21世纪，国家开始重视 太阳能发电技术， 973计划设立了（2000-2005年）“低价、长寿命新型薄膜光伏 电池的基础研究”课题，主要开展
