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太陽能利用技術指太陽能的直接轉化和利用技術。利用半導體器件的光伏效應原理把太陽輻射能轉換成電能稱為太陽能光伏技術；把太陽輻射能轉換成熱能并加以利用屬于太陽能熱利用技術。

　　領域出現了2項重大突破：一是1954年美國貝爾。

　　在光伏產業方面，各國一直通過擴大規模、提高自動化程度，改進技術水平、開拓市場等措施降低成本，并取得了巨大進展。商品化電池效率從10%~13%提高到13% ~16%.生產規模從20世紀80年新能源丨bookmark7中國電力總計在生產規模不斷擴大的同時，自動化程度、技術水平也將不斷提高，電池效率將由現在的水平（單晶硅14%~16%，多晶硅12%~14%）向更高水平（單晶桂18%~破。薄膜電池具有大幅度降低成本的潛力，許多國家都在大力研究開發薄膜電池。本世紀薄膜電池技術將獲得重大突破，成本會大幅度降低，實現光伏發電與常規發電相競爭的目標。

　　并網發電及光伏建筑集成快速發展。并網發電可節省蓄電池，大大降低系統成本和維修成本。建筑光伏集成具有多功能和可持續發展的特征，建筑物的外殼能為光伏系統提供足夠的面積，不需要占用昂貴的土地，省去光伏系統的支撐結構；光伏陣列可代替常規建筑材料，從而節省安裝和材料費用；光伏系統的安裝可集成到建筑施工過程，降低施工成本；在用電地點發電，避免傳輸和分電損失（5%10%），降低了電力傳輸和分配的投資和維修成本；集成設計使建筑更加潔凈、完美，更使人賞心悅目，更容易被建筑師、用戶和公眾接受。太陽能光伏系統和建筑的完美結合是可持續發展的理想范例，國際社會十分重視，許多國家相繼制定了屋頂計劃，使并網光伏建筑集成技術如旭日東升，蓬勃發展。如美國和歐洲的百萬屋頂計劃，日本到2010年安裝5 000MW屋頂光伏發電系統等。

　　并網光伏建筑集成成為光伏發電技術的主導市場具有劃時代的意義：標志著光伏發電由邊遠地區和特殊應用向城市過渡，由補充能源向替代能源過渡，由大型集中電站向分布式供電模式過渡，人類社會向可持續發展的能源體系過渡。

　　自從太陽電池在空間應用和地面應用獲得成功后，人們一直在夢想著建立空間太陽能光伏電站，以避免地面因季節、晝夜、天氣、地理條件等因素造成地面太陽輻射不連續、多變性和低密度等缺點。人類的航天技術、空間站技術已為實現這種夢想提供了現實的技術基礎。

　　空間太陽能光伏電站的另一個技術問題是如何把電能輸送到地面。

　　比較合理的方案是通過微波技術傳送。微波-電能轉換具有效率高、損耗少等優點，但微波的污染和屏蔽是實現空間太陽能光伏電站的重大技術課題之一。相信隨著本世紀的技術進步，人們變夢想為現實是會實現的。

　　2.2太陽能熱利用技術的發展概況和趨勢太陽能熱利用技術包括太陽能熱水器、太陽能建筑（太陽能采暖空調）、太陽能熱發電等。其中熱水器是太陽能熱利用技術領域商業化程度最高、推廣應用最普遍的技術，其他技術多數處在示范階段。2.2.1太陽能熱水器總保有量約6500萬m2.中國是世界上太陽能熱水器最大生產國和消費國，截至2000年底安裝總量約為2600萬m2，歐洲1170萬rtf.2002年底，中國太陽能熱水器安裝總量達到4 000萬m2.按人均使用太陽能熱水器面積計，塞浦路斯和以色列居世界首位，分別為1m2/人和0.7m2/人。日本和以色列太陽能熱水器用戶比例分別為20%和80%.21世紀熱水器將仍是太陽能熱利用的最主要市場之一。目前雖然許多國家都得到了較普遍的應用，但世界太陽能熱水器的平均戶用比例還非常低，約為4%，同日本的20%和以色列的80%相比，相差很遠。此外，服務業、旅游業、公共福利事業等的中低溫熱水的應用市場也非常大。目前世界太陽能熱水器的市場約10億美元。2015年世界人口約70億，如果熱水器戶用比例達到20%（日本今天的水平），社會經濟和環境效益將非常顯著。

　　2.2.2太陽能建筑紀80年代國際能源組織（IEA）組織15個國家的專家對太陽能建筑技術進行聯合攻關，歐美發達國家紛紛建造綜合利用太陽能示范建筑。試驗表明，太陽能建筑節能率大約75%左右，已成為最有發展前景的領域之一。建筑能耗占世界總能耗的1/3，其中空調和供熱的能耗占有相當大的比例，是太陽能熱利用的重要市場。太陽能建筑的發展不僅要求建筑師和太陽能專家互相密切合作，而且要求在概念上、技術上相互融合、滲透、集成一體，形成新的建筑概念和設計。目前太陽能建筑集成已成為國際上新的技術領域，將有無限廣闊的前景。太陽能建筑不僅要求有高性能的太陽能部件，同時要求高效的功能材料和專用部件，如隔熱材料、透光材料、儲能材料、智能窗（變色玻璃）、透明隔熱材料等，這些都是未來技術開發的內容。

　　2.2.3太陽能熱發電目前熱發電系統主要有4種類型：槽式線聚焦系統、塔式系統、碟式系統和太陽能煙囪。槽式系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，并將管內傳熱工質加熱產生蒸汽，推動常規汽輪機發電。塔式系統是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光聚焦到一"1'固定在塔頂部的接收器上，以產生很高的溫度。碟式系統是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡，接收器在拋物面的焦點上，接收器內的傳熱工質被加熱到750T：左右，驅動發動機進行發電。太陽能煙囪發電系統主要由煙囪、集熱器（平面溫室）和發電機及儲能系統組成，被溫室加熱的空氣溫室中心和煙囪底部產生氣流，帶動發電機而發電。

　　先后在美國加州的Mojave沙漠上建成9個槽式發電裝置，總容354MW.隨著技術不斷發展，系統效率由起初的11.5%提高到13.6%，發電成本由26.3美分/（|4啄。11）降低到12美分/（1賈。11）。

　　但十幾年來這種系統沒有擴大和推廣，可以認為只是一種大型的商業化示范系統。其他2種處在研究開發和示范階段，其中由于碟式系統光學效率高，啟動損失小，效率可達29%.里南部的Manzanaries建成第1個50kW，太陽能煙囪示范項目，它把大型溫室熱氣流推動渦輪機發電的概念變成現實。在上述項目的基礎上。EviroMission公司計劃在澳大利亞悉尼以西600km處建造200MW的太陽能煙囪發電站，該電站的塔（煙囪）高lkm，煙囪的直徑130m，煙囪建在平面溫室的中心，平面溫室直徑7km.電站的關鍵技術是在溫室內外創造一定的溫差。大型圓形玻璃溫室內的空氣向運動到中心的傾斜天花板處產生一個近恒速的風流，通過安裝在煙囪底部的32個閉式葉輪機晝夜連續地發電。恒風速發電比風電場具有更多的優越性。電廠的設計運行參數較靈活，盡管電站設計具有調峰功能，但儲熱系統可使發電能力從200MW降低到80MW.工廠的年設計電力為700GW*h，電站的能力因數為38%.除發電外，電站還有環境和就業效益。該項目預計投資約6~7億澳元，目前處在優化設計階段。從概念上說，太陽能煙囪發電可以稱為太陽能熱風力發電。為200MW發電廠效果圖。雖然有些專家對這種電站的未來前景還持有不同意見，但畢竟是太陽能熱發電的一種新技術，可通過實踐進行總結。

　　太陽能熱發電技術同其他太陽能技術一樣，在不斷完善和發展，但其商業化程度還未達到熱水器和光伏發電的水平。太陽能熱發電正處在商業化前夕，坪計2020年前，太陽能熱發電將在發達國家3我國太陽能利用技術的發展概況和趨勢3.1太陽能光伏發電件的總生產能力約29MW/年。2002年我國太陽電池和組件的實際生產量達到11MW，其中電池/組件生產6MW（其中2MW為非晶硅），組件封裝5MW.最近10年太陽電池和組件生產平均年增長率25%（從1992年的0.65MW到2002年的6MW）。電池和組件性能不斷提高，商業化晶硅電池效率由20世紀80年代的10%~12%提高到12%~14%.太陽電池組件成本20年來不斷降低，售價由80年代初的65~70元/Wp降到2002年的30元/Wp.我國光伏電池和組件歷年來的生產情況、累計安裝量和銷售價格分別如~6所示。

　　我國光伏組件生產發展情況為適應市場發展的需要，目前一些廠和公司正在擴大生產能力或新建廠，如昆明和寧波電池廠正向2MW能力擴大，上海空間電源電鄉通電工程“，投資約20億人民幣，用光伏發電解決西部7省、E（西藏、新疆、青海、內蒙古、陜西、甘肅、四川）無電鄉的鄉政府所在鎮的用電問題，光伏系統總安裝容量約20MW.這些光伏電站對提篼當地人民物質文化水平和帶動當地經濟發展都起到了非常積極的作用。

　　000萬人生活在無電地區，急需生活用電。為盡快解決邊遠無電地區人民的用電問題，國家計委推出了“中國光明工程”計劃，計劃目標是到2010年，利用光伏發電和風能發電解決2300萬邊遠地E人口的用電問題，并達到人均100W的用表2我國未來光伏產業和市場發展的估計且件成本/元'wy1'1*所、上海國飛公司正建立池生產線，無錫尚德太陽1司于2002年建成10電池生產線，保定英利新公司正在組建26MW晶3組件生產線，四川華冠和分別在建2MW組件封裝力諾和深圳潔凈能源夕12、10MW電池和組件生可以說，我國光伏產業正丨個大的發展。

　　安裝容量約40MWp，主括通信、邊遠地區應用、7及消費娛樂產品等。最近并網發電系統的研制和示邊遠地區應用主要國西部地區，包括獨立光戶用光伏系統（照明、電機、水栗等）。如西藏7-城，總計420kWp，西藏|5丨專項光伏工程項目，總MW.2002年，國家計委啟年份我國歷年累計安裝的光伏系統年份我國光伏組建價格的逐年變化偵電力公Z多晶桂偵源有限連電池和￡徽朝陽：線，山東h別籌建產線等。

　　犬系統總莫應用包業應用2年始范。

　　：伏電站、視、收音f無電縣江里地區計約0.6動了“無電水平，相當于屆時全國人均發電量的1/3.同時解決邊遠地區邊防哨所、微波通信、公路道班、輸油管線維護、鐵路信號等的基本用電問題。該計劃于2005年使光伏總裝機容量達100MW，2010年達到300MW，如表2所示。世界銀行為開拓中國可再生能源市場的GEF項目也在執行中，該計劃在5年內安裝約10MW的戶用光伏系統。2003將啟動無電村的通電工程，其規模相仿。2008年北京奧運申辦成功，促進了光伏并網發展，近來各地不斷啟動不同規模的并網發電示范工程。這些計劃的執行，將使中國成為世界上僅次于日本、歐洲和美國的第四大光伏市場。

　　我國社會、經濟的快速發展為光伏市場提供了更好的發展機遇和空間，可以期望，并網屋頂系統及電站也會很快進人市場。在市場和生態環境的驅動下，我國光伏工業會有一個大的發展。表2給出了我國光伏產業和市場的發展估計。

　　3.2太陽能熱利用技術3.2.1熱水器20多年來，我國各種太陽能熱利用技術獲得不同程度的發展。其中太陽能熱水器技術最成熟、應用最廣泛、產業化發展最迅速，是20世紀70年代以來我國可再生能源領域中產業化發展最成功的范例。

　　太陽能熱水器的生產和應用開始于20世紀70年代后期，開始以平板式和悶曬式為主，生產規模較小，技術水平較底。80年代中期，我國引進加拿大銅鋁復合吸熱板（SUNSTRIP）制造技術，并自行研制成功鋁陽極化電解著色選擇性涂層（北京太陽能研究所），使我國平板集熱器產品質量跨上一個新臺階，我國太陽能熱水器產業開始進人以現代化生產手段制造國產優質平板集熱器的歷史新階段。

　　20世紀90年代相繼研制成功全玻璃真空管（清華大學）和熱管式真空管集熱器（北京太陽能研究所）并相繼實現商業化生產。我國的太陽能熱水器工業逐步走向成熟，技術不斷改進、產品質量不斷提篼，幾種熱水器的國家標準已頒布并開始實施，市場需求和競爭機制促使太陽能熱水器產業迅速發展，我國已成為世界上熱水器生產和消費最大的國家。

　　千多家企業從事開發、生產、銷售和安裝太陽能熱水器業務。產品類型主要有平板熱水器、真空管熱水器和悶曬式3種。平板熱水器以銅-鋁復合板芯為主，其次是全銅板芯，少數為耐腐蝕鋁板芯。

　　空管熱水器以全玻璃管為主，其次是熱管式真空管，后者具有更優良的耐高溫性能、抗凍性能及熱性能，熱啟動和工程性能也較好，但價格較貴；悶曬式熱水器將水箱與集熱器合為一體，結構簡單，成本低。

　　達到800萬m2，其中真空管約450萬m2，平板250萬m2，悶曬式100萬m2.截至2002年底，全國太陽能熱水器的保有量達到3500萬m2，銷售額約達到100億元，帶來15萬人的就業機會，已成為靠市場機制進行良性循環的新興產業，并與燃氣熱水器和電熱水器形成三足鼎立的局面。

　　億，熱水器的戶用比例如果能達到10%，平均戶用面積也將會成倍增加，熱水器總安裝量將達到5億m2以上。亞太銀行專家對我國太陽能熱水器的利用作出估計：10%的住宅安裝太陽能熱水器（2m2/每戶），熱水負荷的75%由太陽能供給，每年可節約310億電力（相當于1050萬t標準煤），相當于減少C02排放3 850萬t.說明太陽能熱水器的經濟、環境和社會效益非常好。

　　3.2.2太陽能建筑動太陽采暖建筑的研究開發和示范，至今已推廣約1筑面積）。目前被動太陽房開始由群體建筑向住宅小區發展，如甘肅省臨夏市建成占地9.8hm2、建筑面積9.2萬m2的太陽能小區；蘭州可節約2040kg標準煤，發揮著良好的經濟和社會效益，但在技術水平上同國外還有相當大的差距。

　　21世紀，應組織建筑師和太陽能專家聯合攻關，解決太陽能技術與建筑的集成技術，使太陽能采暖和熱水器真正納人建筑設計標準和規范，通過政策法規，逐步實現民用建筑必須有太陽能設計才可批準施工。爭取在2010年和2030年分別實現民用建筑太陽房達到10%和30%，其社會、經濟、環境效益將十分可觀。

　　3.2.3太陽能熱發電我國太陽能熱發電技術的研究開發工作開始于20世紀70年代末，但由于工藝、材料、部件及相關技術未得到根本解決，加上經費不足，熱發電項目先后停止。

　　國家“八五”計劃安排了小型部件和材料的攻關項目，帶有技術儲備性質，目前還沒有試驗樣機。“十五”的“863計劃”安排了熱發電的項目。總體水平與國外差距很大。

　　考慮到國內外的技術現狀，可作如下粗略預測考慮：在20002010年期間進行研制及示范，2010~2030年期間進行10~100MW級商業性示范，2030~2050年期間進行1000MW級商業化推廣應用。

　　4結束語太陽能利用技術和產業已由技術開拓期步入蓬勃發展時代。到下世紀的一、二十年代，太陽能發電成本有可能降低到與常規電價相競爭的水平，一個大規模利用太陽能的新時代――太陽能時代正在來臨。

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