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我的太阳,我的希望
摘要: 阳光普照大地,太阳能是地球的的根本能源。如今能源供应不足的矛盾日益突出,新能源的开发利用成为人类密切关注的话题。当代新能源是指太阳能、生物质能、风能、地热能、水能和海洋能等,它们都是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的能源,作为新能源之一的太阳能,它的开发利用对经济和社会的可持续发展以及人民生活质量的提高无疑具有深远的意义,同时太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,必将成为今后替代能源主流,给人类带来希望。 正文:
能源现状
国民经济的发展要求能源有相应的增长,人口的增长和生活条件的改善也需要消耗更多的能源。现代社会是一个耗能的社会,没有相当数量的能源是谈不上现代化的。现代主要能源是煤、石油、和天然气,它们都是短期内不可再生的能源,贮量极其有限。我国经济的迅速发展使得对能源的需求增加,出现长期能源供应不足的局面,常规化石能源供应不足的矛盾日益突出,发展新能源和可再生能源不仅有利于解决和补充我国化石能源供应不足的问题,相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源依赖程度,而且有利于我国改善能源结构、保障能源安全、保护环境,走可持续发展之路。当代新能源是指太阳能、生物质能、风能、地热能、水能和海洋能等。它们都是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染。
常见新能源及其特点
1.生物质能
生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。生物能贮藏在动物、植物、微生物体内,可以说是现代的、可以再生的“化石能源”,它可以是固态、液态或气态。稻草、劈柴、秸秆等农牧废弃物是古老的传统燃料、在广大农村仍是主要能源。但这样的燃料直接燃烧时,热量利用率很低,仅15%左右,现用节柴灶热量利用率最多也只能达到25%左右,并且对环境有较大的污染。 2.风能
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。 3.地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富,分布广泛,已有
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5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度较大,利用程度很低,而且地热能在应用中要注意地表的热应力承受能力,不能形成过大的覆盖率,这会对地表温度和环境产生不利的影响! 4.水能
水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。然而水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制较大,水容易受到污染,对生态也有破坏作用。 5.海洋能
在地球与太阳、月亮等相互作用下海水不停的运动,站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等,这些能源总称海洋能。海洋能具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。有波浪发电,潮汐发电等多种利用形式,但它的经济效益差,成本高,而且一些技术问题还没有过关,所以目前很多海洋能至今没被利用。 6.太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。煤、石油中的化学能是由太阳能转化而成的,风能、生物能、海洋能等也是来自太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量为50*10^18KJ,相当于目前全世界能量消耗的1.3万倍,真可谓取之不尽用之不竭,因此利用太阳能的前景非常诱人。
太阳带来的希望
较之各种新能源的特点,不难发现太阳能在新能源的开发利用上占据及其重要的位置。充分开发利用太阳能将给人类能源利用带来新的希望。太阳能可分为3种,太阳能光伏、太阳热能、太阳光合能。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。
利用太阳能的方法主要有:太阳能电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。现在很多公司已经开始着手利用太阳能,例如青岛凌鼎新能源有限公司就利用太阳能研发了太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,太阳能更没有能源短缺这一说,其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。
太阳电池发展概况: 太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。 太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与
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太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。
光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,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,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。
太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为1.2MW,主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到4.5MW,累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。
我国太阳能的开发利用整体兴起始于20世纪70年代。发展至今,太阳能的两类主要利用形式—热利用、光伏发电—在我国都有了长足的进展。(1)太阳能热水器是热利用中发展最快的领域,已基本形成了商业化发展,成为全球第一大生产国,也拥有了全国第一大市场。有数据显示,我国已经成为世界上最大的太阳能热水器生产国和消费市场,总保有量超过9000万平方米,占世界的60%,并继续以每年20%到30%的速度递增。 (2)我国光伏产业起步较晚,技术研发也落后于发达国家,直到近几年,我国光伏产业才在国际光伏市场的拉动下快速增长,但是由于我国国内光伏发电的市场尚未打开,国内生产的光伏电池主要用于出口。2006年,我国光伏电池产量为369.5MWP,增幅喜人。
我国的太阳能资源非常丰富,全国三分之二的地区年日照时间都超过二千小时,大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,而西藏西部的太阳能最为丰富,日辐射量最高达每平方米2333千瓦时,居世界第二,仅次于撒哈拉大沙漠。据统计,中国陆地每年接收的太阳辐射总量相当于2.4亿吨标准煤。 结论:在能源紧缺、环境污染日益严重的今天,从太阳能的发展状况和发展潜力可知,太阳能作为一种极佳的替代能源与清洁能源,它的开发利用对经济和社会的可持续发展以及人民生活质量的提高无疑具有深远的意义,给人类带来能源希望。
参考文献:
唐有祺主编.《化学与社会》.北京:高等教育出版社,1997年 美国《商业周刊》.未来能源从何处来. 我国颁布实施的《可再生能源法》.2006年 中国新能源网
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