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太阳能的作用 忆西游20  

2009-05-06 20:57:50|  分类: 和我一道西游 |  标签: |举报 |字号 订阅

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太阳能的作用 忆西游20

 

    在一望无际的戈壁滩上,飞车在平坦的柏油路上几个小时不见人踪,除了有时能欣赏到远山的宏伟壮观外,还有就是对中国地有多大的赞叹。由于我们是向西进行,就只有太阳和我们做伴,就象是和太阳在做追逐游戏。

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    突然会出现在我们的视野的是路边的中国移动,中国联通和光缆通讯的中继站。我不时举起相机,看见这一个个的无人职守的站点,我们在车上琢磨着他们的工作责任和支撑他们工作的太阳能。

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    每个站点都用围墙围好,里面有一排排太阳能接受板和太阳能电池。我们从电视上看见卫星上天入轨后张开太阳能接受板的雄姿,我想在戈壁上看见的太阳能电池板决不亚于卫星。

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    太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。也就由于有了它,才有了通讯的动力,才有我们手持手机的畅快淋漓,才有网上游弋的自由自在。

    由于太阳能电池对社会发展的贡献,我也好奇地在网上搜索对太阳能电池的知识,转录于下,也许会让有兴趣的人加强对太阳能作用的认识。

 

    太阳能电池的原理

    太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

    太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光电转换方式,另一种是光电直接转换方式。

    (1 电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程;后一个过程是热电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵510.一座1000MW的太阳能热电站需要投资2025亿美元,平均1kW的投资为20002500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

    (2 电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的

    现阶段以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。

    全球太阳能电池产业现状

    据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。1998,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达 2850兆瓦。2000,全球有将近4600 家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品。

    目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能,美国能源部推出的是国家光伏计划, 日本推出的是阳光计划。NREL光伏计划是美国国家光伏计划的一项重要的内容,该计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、 光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作。

    美国还推出了"太阳能路灯计划",旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电,根据计划,每盏路灯每年可节电 800 度。日本也正在实施太阳能"7万套工程计划" 日本准备普及的太阳能住宅发电系统,主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司。一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统。欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的"尤里卡"高科技计划,推出了"10万套工程计划" 这些以普及应用光电池为主要内容的"太阳能工程"计划是目前推动太阳能光电池产业大发展的重要动力之一。

    日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来,30万用户提供100万千瓦的电能。计划将从2001年开始,花4年时间完成。

    目前,美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额。 美国拥有世界上最大的光伏发电厂,其功率为7MW,日本也建成了发电功率达1MW的光伏发电厂。全世界总共有23万座光伏发电设备,以色列、澳大利亚、新西兰居于领先地位。

    20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展。据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示,美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资, 1998年达570亿美元;1999646亿美元;2000700亿美元;2001年将达820亿美元;2002年有望突破1000亿美元。

    我国太阳能电池产业现状

    我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。200310月,国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划,发改委"光明工程"将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用,计划到2005年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。

      2002年,国家有关部委启动了"西部省区无电乡通电计划",通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。我国目前已有10条太阳能电池生产线,年生产能力约为4.5MW,其中8条生产线是从国外引进的,在这8条生产线当中,6条单晶硅太阳能电池生产线,2条非晶硅太阳能电池生产线。据专家预测,目前我国光伏市场需求量为每年5MW,20012010,年需求量将达10MW,2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW

    太阳能电池及太阳能发电前景简析

    目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门,尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段,它的成本还很高,发出1kW电需要投资上万美元,因此大规模使用仍然受到经济上的限制。

    但是,从长远来看,随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明,各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求,太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法,可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。

 

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