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太阳光、太阳电池、太阳发电站

 发布时间:2014年09月18日
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太阳光、太阳电池、太阳发电站

    在天体物理学,太阳当作宇宙间特有的火炉来研究。在氢变为氦的热核反应中太阳释放出特别巨大的能量。几亿年间,它仅仅消耗掉自身储存能量的百分之二左右。所以说,这个火炉具有取之不尽,用之不竭的能源。太阳与地球相距遥远,平均距离约为一亿五千万公里,因此,地球只不过获得太阳辐射光能的几亿分之一。然而,就是这么些能量,孕育、促进地球上万物生长。所以说,地球的一切动力能源,除了核力原子能,都直接或间接地来自于太阳。

    “赤日炎炎似火烧”,能否将赤日辐射的太阳光直接转换成电能,象干电池那样方便利用?由于半导体“光生伏特效应”的发现,答案是肯定的。五十年代后期人造卫星上天采用硅太阳电池作为辅助电源之后,太阳电池的研究和应用已从航天走向民间。人们用过的太阳能充电器和太阳能计算器是够普及的了;使用时,其正面的光电池就需要入射光线才能正常工作。

    研制足够功率的太阳电池并使之产业化可以缓解能源危机及污染问题。高的光电换能效率、大的接收光线面积、低的制作安装成本,扩大推广应用是技术关键。半导体“硅”捷足先登,登上光电池材料宝座,其原因在于:硅光电转换灵敏度光谱与太阳光谱分布相近;硅表面容易形成起保护作用的氧化膜,光的反射损失小;硅元素资源丰富,工艺成熟等。近几年,结晶硅系、非晶硅系、化合物系薄膜太阳电池的制造和应用不断取得成果。由多层微米级薄层组成的薄膜太阳电池具有简便的可大批量生产的流程工艺,容易改善大面积电池的性能指标,发展迅猛。如大面积薄膜太阳电池已获得18%以上的转换效率,早已大批量投产。

    太阳电池和化学电池一样,可串联、并联成电池组以增加输出功率。此外,还可以设计聚焦、跟踪入射光的光路系统,提高光强度,提高电池组的输出功率。由于光线在一年之内,一昼夜之间变化剧烈,因此太阳电池必须与浮充蓄电池合用,以便蓄积“赤日”天气时多得的能量供黑夜来临或阴雨天使用。早先,太阳电池作为收音机、发射机、助听器、太阳钟等的小功率电源。现在,许多国家已研制成功各大种形式的装在发动机顶盖上的太阳电池群供电的太阳能汽车、太阳能飞行船、太阳能飞机等。

    根据量测,在大气层外部的太阳幅射功率为1.3千瓦/平方米,其中部分被大气吸收,部分散射返回宇宙空间,约60%到达地面。以全年平均,考虑到季节、时辰,我国大部分区域每昼夜可获得光能流为5千瓦小时/平方米。如果把它聚集上来,转换成电能就是太阳能发电。当前我市大力推介的“分佈式光伏发电”项目就是一种前景辉煌的重点太阳能发电形式。

    分布式光伏发电是指在用户现场或附近配置的小型的光伏发电系统,其运行模式是在有太阳能电池组件阵列将太阳能转换成输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,并由并网逆变器逆变变成交流电供给用户,一般自发自用,多余时可通过并网卖给供电公司,不足时由电网供电。如,我市 SM广场(第一期)投产的光伏发电,年发电110万千瓦时,可减少二氧化碳排放1000吨。同时由于安装了太阳能电池板,夏季在顶层能降温6摄氏度,大大减少空调的电耗。特别是,如果结合农村扶贫,以援建分布式光伏发电为新载体,启动“美丽乡村·光伏发电”公益活动。向社会各界募集爱心资金,用于帮助农村贫困家庭安装光伏发电设备。只要投入3万元资助贫困户建个3千瓦的太阳能光伏电站,该家庭不仅20——25年用电不需要花钱,而且每年还有2000元的纯收入补贴家用。这可是经济实惠又环保长效的农村扶贫项目!

    国务院先后出台了光伏建筑一体化、金太阳工程、屋顶工程和分布式光伏发电示范工程等一系列列政策和措施,推出“关于促进光伏产业健康发展的若干意见”,以及配套的鼓励发展光伏产业的政策。还有财政部、国家发改委制定了光伏电站标杆上网电价、分布式光伏发电实行按照全电量补贴等政策;分布式光伏发电系统自用有余上网的电量,由电网企业按照当地然煤机组标杆上网电价收购。目前光伏发电站的工作寿命约20-25年,若按国家补贴的20年计,光伏发电站收回成本后还可以工作10年以上。

    如此看来,广为推广太阳发电站,是实施“强、美、富”新城乡 “中国梦”的有效举措。

    (市老科协 吴礼萍)


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