埃及缺水地区人们如何生活

我国是世界上最早利用风能的国家。

风能利用的历史

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代，当时流行的垂直轴风车，一直沿用至今。

在国外，公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。 10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的 应用。13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原 动机。在荷兰风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水，以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现，才使欧洲风车数目急剧下降。

数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。 即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划。其内容主要是：评估国家的风能资源；研究风能开发中的社会和环境问题；改进风力机的性能，降低造价；主要研究为农业和其他用户用的小于100kw的风力机；为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。美国已于80年代成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家，超过2X104MW，每年还以10％的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为97.5m，重144t，风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制，年发电量达1000万kw·h。根据美国能源部的统计至1990年美国风力发电已占总发 电量的1％。 在瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、日本、西班牙，也根据各自国家的情况制定了相应的风力发电计划。如瑞典1990年风力机的装机容量已达350MW，年发电10亿kw·h。丹麦在1978年即建成了日德兰风力发电站，装机容量2000kw，三片风叶的扫掠直径为54m，混凝土塔高58m，预计到2005年电力需求量的10％将来源于风能。德国1980年就在易北河口建成了一座风 力电站，装机容量为3000kw，到本世纪末风力发电也将占总发电量的8％。英国，英伦三岛濒临海洋，风能十分丰富，政府对风能开发也十分重视，到1990年风力发电已占英国总发电量的2％。在日本， 1991年10月轻津海峡青森县的日本最大的风力发电站投人运行，5台风力发电机可为700户家庭提供电力。

我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸，季风强盛。季风是我国气候的基本特征，如冬季季风在华北长达6个月，东北长达7个月。东南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计，全国风力资源的总储量为每年16亿kw，近期可开发的约为1．6亿kw，内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列，年平均风速大于3m／s的天数在200天以上。我国风力机的发展，在50年代末是各种木结构的布篷式风车，1959年仅江苏省就有木风车ZO多万台。到60年代中期主要是发展风力提水机。70年代中期以后风能开发利用列入“六五”国家重点项目，得到迅速发展。进人80年代中期以后，我国先后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风力发电机组。在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8座示范性风力发电场。1992年装机容量已达8MW。新疆达坂城的风力发电场装机容量已达3300kw，是全国目前最大的风力发电场。至1990年底全国风力提水的灌溉面积已达2．58万亩。1997年新增风力发电10万kw。目前我国已研制出100多种不同型式、不同容量的风力发电机组，并初步形成了风力机产业。尽管如此，与发达国家相比，我国风能的开发利用还相当落后，不但发展速度缓慢而且技术落后，远没有形成规模。在进入21世纪时，我国应在风能的开发利用上加大投入力度，使高效清洁的风能能在我国能源的格局中占有应有的地位。

埃及正在计划建立向欧洲出口东地中海天然气的平台，其实这也是出于埃及应对粮食危机的无奈之举。按照目前埃及和欧盟的各取所需来看，这将会能够缓解欧洲的能源压力，同时也能够缓解埃及的粮食危机。

随着地缘政治的动荡，今年欧洲不少国家都出现了能源紧缺的状况。但有的地方能源转缺，但是却有的地方能源充足，埃及就是一个能源丰富的国家，但这个国家对于粮食的生产和种植却极为艰难，在各取所需的背景之下，埃及也就计划建立向欧洲出口东地中海天然气的平台。其实更多人则是觉得欧盟这样做就是占了埃及的便宜，毕竟用1亿欧元却能够换来一整条天然气输送的管道和大量廉价的能源，这怎么都是一个划算的买卖。

一、埃及计划建立向欧洲出口东地中海天然气的平台

按照埃及外长表示。埃及目前正在建立向欧洲出口东地中海天然气的平台，这也算是能够缓解欧洲能源危机的一个做法。然而埃及却面临着能源和粮食危机的重大挑战，由于埃及本身就没有办法生产和种植过多的粮食，再加上许多生产粮食的大国早就暂停或者限制粮食出口，埃及目前就算比较有钱也很难买到自己的粮食，这也是建立这一平台广受诟病的原因。为了应对粮食危机，埃及目前也不得不建设这样一个平台来向欧盟换取一定的金钱援助。

二、带来的影响：缓解欧洲能源压力+降低天然气的价格、缓解埃及粮食危机

不管埃及在这场交易当中最终有没有吃亏，目前能够看到的影响基本上都是正向影响。目前不仅能够缓解欧洲能源压力，而且还能够有效降低欧洲天然气的价格，再加上欧洲地区目前已经停用了石油等高耗能的资源，天然气无疑是最佳选择。还需要注意的则是欧盟给埃及提供的1亿欧元能够及时缓解当地的粮食危机，这也算是埃及用天然气来换金钱的结果。

大约在5千年前，埃及人就已经开始利用风作为能源了，他们的帆船畅游在尼罗河上。我国在1700年前出现了风车，而到1863年，荷兰共有12000台风车出色地防止了洼地变成沼泽。风能就是空气的动能。地面上和大气中，各处接收的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了大气压力的差别。空气总是由气压高的地方向气压低的地方流动，这就产生了风。所以说，风能也是由太阳能转化来的。大风的能量是很大的，5级风（9-10米/秒）吹到物体表面上的力，每平方米约达到10公斤，而9级风（20米/秒）则可达到50公斤。全世界每年烧煤得到的能量，还不到风力在同一时间内可提供能量的千分之一。风虽然是地球上最重要的能源之一，但人们对它的利用还差得很多。1891丹麦制造了世界第一座试验性风能发电站，美国、法国、荷兰等国相继发展风能发电站。风力电站分大、中、小型，一般将100千瓦以上的称为大型，10千瓦以下的称为小型。世界最大的风力发电装置在丹麦，发电能力为2000千瓦。风力发电的一些重要问题还有待进一步解决，如风轮过大制造困难、材料强度、传动问题等等。风力发电目前在人口稀少的边远地区发挥着很大的作用，另外如用来充电、照明、导航等领域，普遍地进入实际应用还需要时间。

优点：利用简单、无污染、可再生；

缺点：不稳定性大，连续性、可靠性差；时空分布不均。

【利用太阳能的历史】

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1615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，发动机功率不大，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。20世纪的 100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。

第一阶段(1900~1920年)

在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

第二阶段（1920~1945年）

在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段（1945~1965年）

在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

第四阶段(1965~1973年）

这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

第五阶段（1973~1980年）

自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973 年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。 1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，我国也兴起了开发利用太阳能的热潮。这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：

各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。

研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。

各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。

太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。

第六阶段（1980~1992年）

70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。受80年代国际上太阳能低落的影响，我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后我国引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对我国太阳能事业的发展造成不良影响。这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。

第七阶段（1992年~至今）

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》 （1996 ~ 2010年），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《世界太阳能10年行动计划》（1996 ~ 2005年），《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，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45 年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。

这是从一篇叫做《太阳能简介》的论文中写到的，原文如下。

太阳能简介

摘要

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源，受到世界各国的重视。太阳能广泛用于发电、制冷、制热等方面，已经和世界的经济生活联系在一起

关键词

太阳能污染硅电池

1. 前言

太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电，是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。广义太阳能包括:地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能，化石燃料（如煤、石油、天然气等）。狭义太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳能源自太阳。太阳是一个炽热的气态球体，它的直径约为1.39×106km，质量约为2.2×l027t，为地球质量的3.32×105倍，体积是地球的1.3×106倍，平均密度为地球的1/4。太阳作为一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（3.75×10^26KW）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

总的说来太阳能具有能量十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境的优点。但也存在问题：1）能量分散，能量密度低；2）稳定性差，受日夜季候、地理纬度等影响，太阳能不断地生变化；3）装置成本过高；4）制造过程中污染严重，使用中可能有视觉污染。

我国的太阳能资源和分布广泛，有着十分丰富的太阳能资源。根据中国气象科学研究院的研究，有2/3以上国土面积，年日照在2000小时以上，年平均辐射量超过0.6GJ/cm2，各地太阳年辐射量大致在930～2330kW·h/m2之间。

从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。

2. 太阳能利用历史

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。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作功而抽水的机器。在1615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，发动机功率 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。

20世纪太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段 :

第一阶段(1900-1920)

太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：

1. 1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置

2. 1902 -1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；

3. 1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

第二阶段（1920-1945）

在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935-1945）有关，太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段（1945-1965）

　二战结束后的20年中，一些有远见的人士注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展。比较突出的研究进展有：

1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件；

1954年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础。

这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有：

1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。

1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。

1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

第四阶段(1965-1973）

这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

第五阶段(1973-1980）

“能源危机”（有的称“石油危机”）在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。

1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。

日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。

这一时间太阳能研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。

太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。

第六阶段（1980-1992）

开发利用太阳能热潮，进入80年代后逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。

导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用

第七阶段（1992-今）

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，中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。

3. 太阳能利用方式

3.1 光－热能转换

光热转换是利用太阳辐射加热物体而获得热能的一种太阳能利用方式。常见应用有太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。

3.1.1集热器

太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，它是太阳能热利用中的关键设备。常见有可分为聚光型和非聚光型。

3.1.1.1非聚光型集热器

非聚光型集热器常见有平板和真空管集热器。

平板集热器

平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射辐射。按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是液体集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等； 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等；按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。

目前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合，国外一般采用高频焊，国内以往采用介质焊，1995年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产线，通过消化吸收，现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。 为了减少集热器的热损失，可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料，但这些材料价格较高，一时难以推广应用。

真空管集热器

为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。

真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃-U型管真空集热管，玻璃-金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集 热管。

我国已经建立了拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业，用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上，产品质量达世 界先进水平，产量雄居世界首位。我国自80年代中期开始研制热管真空集热管，经过十几年的努力，攻克了热压封等许多技术难关，建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地，产品质量达到世界先进水平，生产能力居世界首位。

真空管平板集热器

它是将单根真空管装配在复合抛物面反射镜的底面，兼有平板和固定式聚光的特点，它能吸收太阳光的直射和80%的散射。

3.1.1.2聚光集热器

聚光集热器通常由聚光器、吸收器和跟踪系统三部分组成。其工作原理是，自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介质，跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置，以保证聚光器的开口面与人射太阳辐射总是互相垂直的。

在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器（点聚焦）和槽形抛物面镜聚光集热器 （线聚焦）。前者可以获得高温，但要进行二维跟踪；后者可以获得中温，只要进行一维跟踪。这两种聚光集热 器在本世纪初就有应用，几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性 跟踪机构等，现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求，但由于造价高，限制了它们的广泛应用。

3.1.2 太阳能热水器

基本原理：通过集热，促使管内水温高于水箱水温，热水比冷水轻，形成对流，最终使水箱中的温度达到使用所需的温度。

太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。按照流体流动的方式分类，可将太阳能热水器分成三大类：闷晒式、直流式和循环式。

3.1.3 太阳能采暖

太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的，因此它又称为被动式太阳房。

被动式太阳房构造简单，取材方便，造价便宜，无需维修，有自然的 舒适感，特别适合发展中国家的广大农村。

主动式太阳房利用集热器产生的热水采暖，结构简单，蓄热器置于室外，室内又是由地板供暖，故不占用室内居住面积是这种系统的一大优点。

3.1.4 太阳能干燥

太阳能干燥按干燥器（或干燥室）获得能量的方式可分为：

1.集热器型干燥器

2.温室型干燥器

3.集热器—温室型干燥器

实际中还有集热器与常规能源、集热器与储热装置、集热器与热泵等各种组合式太阳能干燥装置。

集热器型干燥器是利用太阳能空气集热器，先把空气加热到预定温度后再送入干燥室，干燥室视干燥物品的类型多种多样，如箱式、窑式、固定床式或流动床式等。

温室型干燥器其温室就是干燥室，它直接接受太阳的辐射能。

集热器—温室型干燥器则是上述两种形式的结合。其温室顶部为玻璃盖板，待干燥物品放在温室中的料盘上，它既直接接受太阳辐射加热，又依靠来自空气集热器的热空气加热。

属于光热转化的还有：太阳能海水淡化、太阳能制冷和空调、太阳能热动力发电、太阳坑发电技术、太阳能热推进等。

3.2 光－电转换

原理是根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能。应用包括为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品等。

世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展。

目前，世界上太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（100px2)，多晶硅电池18.6％（100px2）， InGaP／GaAs双结电池30．28％（AM1），非晶硅电池14．5％（初始）、12．8（稳定），碲化镉电池15．8％， 硅带电池14．6％，二氧化钛有机纳米电池10．96％。

我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20．4％（50px×50px），多晶硅电池14．5％（50px×50px）、12％（250px×250px），GaAs电池 20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge电池19．5％（AM0），CulnSe电池9％（lcm×25px），多晶硅薄膜电池13．6％ （lcm×25px，非活性硅衬底），非晶硅电池8．6％（250px×250px）、7．9％（500px×500px）、6．2％（750px×750px）， 二氧化钛纳米有机电池10％（25px×25px）。

由于各种不同材料制成的太阳电池所吸收的太阳光谱是不同的，因此将不同材料的电池串联起来，就可以充分利用太阳光谱的能量，大大提高太阳电池的效率，因此叠层串联电池的研究已引起世界各国的重视，成为最有前途的太阳电池。

太阳电池重量轻，无活动部件，使用安全。单位质量输出功率大，即可作小型电源，又可组合成大型电站。目前其应用已从航天领域走向各行各业，走向千家万户，太阳能汽车，太阳能游艇，太阳能自行车，太阳能飞机都相继问世，它们中有的已进入市场。然而对人类最有吸引力的是所谓太空太阳站。

3.2.1 太阳空间电站

空间电站实际上是利用太阳能发电的卫星，这些卫星表面覆盖有太阳能电池板，能够吸收积聚大量太阳能并将其转化为电能，通过微波束将电能传送回地面。

它是由永远朝向太阳的太阳电池列阵，能把直流电转换成微波能的微波转换站，发射微波束能的列阵天线等三部分组成，通过天线以微波形式向地面输电。在地面上则要建一个面积达几十平方公里的巨型接受系统。

空间发电有两大优点：一是可以充分利用太阳能，同时又不会污染环境，二是 不用架设输电线路，可直接向空中的飞船和飞机提供电力，也可向边远的山区、沙漠和孤岛送电。科学家预测，一旦建成空间电站，人类可以不断获得能源，地球能源利用将产生革命性变化。

问题：一是空间运输成本问题，按推测，至少空间运输成本要降低99%才有可能；二是能量转换的效率问题。

3.2.2 太阳能发电系统

太阳能电源是由太阳能电池发电，经蓄电池贮能，从而给负载供电的一种新型电源，广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、也可为无电山区、村庄、海岛提供电力。 有以下好处：

1.不必拉设电线，不必挖开马路，安装使用方便；

2.一次性投资，可保证二十年不间断供电（蓄电池一般为5年需更换）；

3.免维护，无任何污染。

太阳能电源可分为直流供电系统和交直流供电系统二种。

我们预计太阳能光伏发电在不久的将来将会占据世界能源消费的重要席位，它的发展不但要替代部分常规能源，而且还将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源的消耗将占总能源消耗比例的30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占有比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源消耗将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源消耗将占总能耗的80%以上，太阳能发电将占到60%以上。以上这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域所占有的重要地位。根据《可再生能源中长期发展规划》报道，到2020年，我国将力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计到2050年，我国可再生能源的电力装机将占全国总电力装机容量的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，将是我国太阳能光伏产业发展继续迅猛的一个阶段。

3.3 光－化学能转化

这种转换技术包括半导体电极产生电而电解水产生氢，利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等形式。太阳能制氢问题解决了，才有真正意义上的氢能利用(包括燃料电池)，这将引起时代的变革。

正在研究的太阳能制氢。有以下几种方式：

1）太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能量利用而言得不偿失。所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。

2）太阳能热分解水制氢 。将水或水蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度，一般不采用这种方法制氢。

3）太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温，发展了一种热化学循环制氢方法，即在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K，这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要问题是中间物的还原，即使按99．9％-99． 99％还原，也还要作0.1％-0.01％的补充，这将影响氢的价格，并造成环境污染。

4）太阳能光化学分解水制氢 。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长波光能的吸收，利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。

5）太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极，而以铂黑作阴极，制成太阳能光电化学电池，在太阳光照射下，阴极产生氢气，阳极产生氧气，两电极用导线连接便有电流通过，即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视，认为是太阳能技术上的一次突破。但是，光电化学电他制氢效率很低，仅0．4％，只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光，且电极易受腐蚀，性能不稳定，所以至今尚未达到实用要求。

6）太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来，科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力，并从络合催化电荷转移反应，提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂，它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结，并通过一系列偶联过程，最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟，研究工作正在继续进行。

7）生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。

3.4 太阳能-生物质能转换

太阳能-机械能转换。 20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代，前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆，在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接转换成机械能。科学家估计，在未来10～20年内，太阳帆设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中间过程进行间接转换。

3.5 太阳能利用中的污染

太阳能电池在使用过程中确实具有无排放，无噪音，无能耗的清洁能源称号，但当今主流却忽略了太阳能电池光鲜表面背后生产过程中的高污染、高能耗的问题。　

一、高污染

主要是生产硅过程中带来的四氢化硅污染和其它易燃易爆有毒气体污染和蓄电池带来的污染。

现太阳能电池90%为晶体硅电池，其原材料为多晶硅，由金属硅(工业硅)提纯而来，目前国内均采用化学法(改良西门子法)：先将金属硅转变为三氯氢硅，再进行分馏和精馏提纯，得到高纯度的三氯氢硅 (具有毒性、腐蚀性和易爆炸) 后，最终由氢气还原而成；这一过程中只有约25%的三氯氢硅传化成多晶硅，其余基本直接排放；而污染最严重的，则是在还原过程中产生的副产品——四氯化硅(一种腐蚀性极强、难以保存的有毒液体，具有急毒性。由于四氯化硅不能自然降解，如果将四氯化硅倾倒或掩埋，水体将会受到严重污染，土地会变成不毛之地)。这还不包括大量氯气等其它易燃易爆有毒气体。

每生产1KW太阳能电池板需耗费10Kg多晶硅，产生80Kg以上四氯化硅。而国内能通过氢化还原闭环工艺循环减小四氯化硅排放的仅有一家；而即使通过氢化还原闭环工艺循环，四氯化硅的排放仍到达50%；四氯化硅虽然也是化工原料，但下游的化工厂消化十分有限。国内绝大多数多晶硅生产厂家的四氯化硅少部分以低价卖给下游厂家，一部分存储，一部分则偷偷掩埋。

这还不包括硅片后期处理的其它辅料。如制绒过程中用到的各种强酸强碱溶液、扩散使用的三氯氧磷、PECVD中使用的硅烷等，这些辅材的消耗不比主材料少。

由于太阳电池具有时效性，只有阳光照射才会产生电能；所以必须用蓄电池在有阳光时蓄电，无阳光时维持供电。而蓄电池又以铅酸蓄电池为主，其污染程度是相当大的。

二、高能耗

硅石冶炼为金属硅、金属硅提纯为多晶硅、多晶硅片处理需要耗费大量的电能，主要集中在硅石冶炼、多晶硅的铸锭和扩散这几个流程；每生产1KW太阳能电池板需要耗费5800-6000度电(国内平均数)。我们可以这样计算：按平均光照时间4小时/天，太阳能电池是寿命为15至20年(按20年)，1KW太阳能电池总的发电量为4x365x20=29200KW• h；与耗掉的6000度电相比，其电能再生比只有4.87，这还没有算上光照效率以及逆变电源的损耗和控制电路的损耗；远远低于水电和风电。如果再加上超白玻璃、铝合金、钢材、电缆等辅件，其电能再生比是相当低的。

更大的问题是现国内生产的太阳能电池板90%以上用于出口，他国享受清洁能源，而我国却饱受能耗和污染之苦。

写在最后

据有关部门对2050年各种一次能源在世界能源构成中所占的比例预测结果显示，其构成为：石油0，天然气13％，煤20％，核能10％，水电5％，太阳能(含风能、生物质能)50％，其它2％，以太阳能为代表的新能源与可再生能源将在可持续发展中发挥重要作用。

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。

参考文献

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6、我国太阳能资源利用区划王炳忠

7、太阳能发电尚无经济可行性葛伟民

埃及曾经是阿拉伯世界第一大国，但是近几年，埃及在国际上的身影越来越不明显。在国际舞台上越靠中心的位置，越具有影响力，现在的埃及已经沦落成为沙特小弟的命运，这个和自己国家的发展是分不开的，我们常说“落后就会挨打”，那么现在的埃及，被邻居以小欺大，主动屈服后，现在一蹶不振，存在感超低。

埃及是四大文明古国之一。在其他文明还没出现的时候，埃及就已经耀眼世界了，而且领先世界长达2000年时间。此后虽然埃及不断被入侵，连人种都换了好几次，但是埃及的体量和人口在中东阿拉伯世界那都是绝对的强国。

二战后，埃及获得独立，立刻就成为当时阿拉伯世界的领袖。当时的纳赛尔更是有共主之称，其泛阿拉伯思想深入阿拉伯世界。甚至叙利亚和也门还一度加入埃及，成立阿拉伯联合共和国，纳赛尔是总统。此后面对以色列的进入，阿拉伯世界也是以埃及为绝对领导，主导对以色列的战争，直到此时，依旧是阿拉伯世界的老大。

直到中东战争的爆发，经过这五次战争，埃及可谓是名誉扫地。在中东的领导地位日益动摇，号召力也日益下降。更加凄惨的是，埃及国内开始出现问题，一是战争导致国家贫困，经济落后，民众不满；二是，国内政治斗争日益激烈，军队和政府角力。此后经济开始一蹶不振，整个综合国力大减。

太阳能

太阳能（Solar）一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。平均在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367w。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

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。太阳能的利用有光化学反应,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。

使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

主要是硅光电池在吸收太阳所发射出来的光能，硅光电池主要是从沙子里提炼出来的，由贝尔实验室开发。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。

当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。

“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末．我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。

太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

太阳热能

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

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1615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，发动机功率不大，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。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。

第一阶段(1900~1920年)

在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

第二阶段（1920~1945年）

在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段（1945~1965年）

在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。 在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

Solar

Solar (Solar) generally refers to the sun's radiation energy. Carried out in the solar interior from "H" together into a "helium" the nuclear reaction, kept a huge release of energy, and continue to the space radiation energy, which is solar energy. This solar nuclear fusion reaction inside the can to maintain the hundreds of millions of百亿年first time. Solar radiation to space launch 3.8x10 ^ 23kW power of the radiation, of which 20 billionth of the Earth's atmosphere to reach. Solar energy reaching the Earth's atmosphere, 30% of the atmosphere reflectance, 23% of atmospheric absorption, and the rest to reach the Earth's surface,

Its power of 80 trillion kW, that is to say a second exposure to the sun's energy on Earth is equivalent to five million tons of coal combustion heat release. The average per square meter in the atmosphere outside the area of energy per minute to receive about 1367w. A broad sense of the solar energy on earth many sources, such as wind energy, chemical energy, potential energy of water and so on. The narrow sense is limited to solar radiation of solar light thermal, photovoltaic and photochemical conversion of the directly.

At this stage, the world's solar energy is still the focus of the study of solar energy power plant, but the diversification of the use of the condenser, and the introduction of flat-plate collector and a low boiling point working fluid, the device gradually expanded up to maximum output power 73.64kW, Objective To compare the clear and practical, cost remains high. The construction of a typical device are as follows: 1901, California built a solar-powered pumping devices, the use of truncated cone condenser power: 7.36kW1902 ~ 1908 years, built in the United States five sets of double-cycle solar-powered engines, the use of flat-panel collector and a low boiling point working fluidin 1913,

Human use of solar energy has a long history. China more than 2000 years ago, back in the Warring States period, one will find that the use of four steel mirror to focus sunlight ignitionuse of solar energy to dry agricultural products. The development of modern, solar energy has become increasingly widespread use, it includes the use of solar energy solar thermal, solar photovoltaic and solar energy use, such as the photochemical use. The use of solar photochemical reaction, a passive use (photo-thermal conversion) and the photoelectric conversion in two ways. A new solar power and renewable sources of energy use.

Silicon photovoltaic cells mainly in the absorption of solar light energy emitted by silicon photocell is mainly extracted from the sand by the development of Bell Labs. Solar energy is the internal or the surface of the sun sunspot continuous process of nuclear fusion reactions produce energy. Earth's orbit on the average solar radiation intensity for the 1367w / ㎡. Circumference of the Earth's equator to 40000km, and thus calculated the Earth's energy can be obtained 173000TW. At sea level standard for peak intensity 1kw/m2, a point on the Earth's surface 24h of the annual average radiation intensity 0.20kw / ㎡, which is equivalent to have 102000TW energy

Human dependence on these energy to survive, including all other forms of renewable energy (except for geothermal energy resources), although the total amount of solar energy resources is the human equivalent of the energy used by ten thousand times, but low energy density of solar energy, and it vary from place to place, from time to time change, the development and utilization of solar energy which is facing a major problem. These features will make solar energy in the integrated energy system of the role of subject to certain restrictions.

The use of solar cells, through the photoelectric conversion to solar energy conversion is included in electricity, the use of solar water heaters, the use of solar heat hot water and use water for power generation, using solar energy for desalination. Now, the use of solar energy is not very popular, the use of solar power costs are high there, the problem of low conversion efficiency, but for satellite solar cells to provide energy has been applied.

Although the Earth's atmosphere solar radiation to the total energy only 22 billionths of a radiation energy, it has been as high as 173,000 TW, that is to say a second exposure to the sun's energy on Earth is equivalent to five million tons of coal. Earth wind energy, hydropower, ocean thermal energy, wave energy and tidal energy as well as some comes from the suneven in the face of the earth's fossil fuels (such as coal, oil, natural gas, etc.) that is fundamentally Since ancient times the storage of solar energy down, so by including a broad range of solar energy is very large,

The narrow sense is limited to solar radiation of solar light thermal, photovoltaic and photochemical conversion of the directly.

Solar energy is the first time, but also renewable energy. It is rich in resources, can use free of charge, and without transportation, without any pollution to the environment. For mankind to create a new life, so that social and human energy into a era of reducing pollution.

Solar cells have to respond to a light and convert solar energy to power the device. Photovoltaic effect can produce many kinds of materials, such as: single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, gallium arsenide, copper indium selenium. They are basically the same principle of power generation is now crystal as an example to describe the process of light generation. P-type crystalline silicon available after phosphorus-doped N-type silicon, the formation of P-N junction.

When the surface of solar light, the silicon material to be part of photon absorptionphoton energy transfer to the silicon atom, electronic transitions have taken place, as a free-electron concentration in the PN junction formed on both sides of the potential difference, when the external circuit connected when the effects of the voltage, there will be a current flowing through the external circuit have a certain amount of output power. The substance of this process are: photon energy into electrical energy conversion process.

"Si" is our planet's abundance of storage materials. Since the 19th century, scientists discovered the properties of crystalline silicon semiconductor, it almost changed everything, even human thought, end of the 20th century. Our lives can be seen everywhere, "silicon" figure and role of crystalline silicon solar cells is the formation of the past 15 years the fastest growing industry. Production process can be divided into five steps: a, purification process b, the process of pulling rod c, slicing the process of d, the process of system battery e, the course package.

Solar photovoltaic

Is a component of photovoltaic panels in the sun exposure will generate direct current power generation devices, from virtually all semiconductor materials (eg silicon) are made of thin photovoltaic cells composed of solid. Because there is no part of activity, and would thus be a long time operation would not lead to any loss. Simple photovoltaic cells for watches and computers to provide energy, and more complex PV systems to provide lighting for the housing and power supply. Photovoltaic panels can be made into components of different shapes, and components can be connected to generate more power. In recent years, the surface of the roof and building will be the use of photovoltaic panels components,

Even be used as windows, skylights or sheltered part of devices, which are often called photovoltaic facilities with PV systems in buildings.

Solar thermal

Modern technology solar thermal polymerization sunlight and use its energy produced hot water, steam and electricity. In addition to the use of appropriate technology to collect solar energy, the building can also make use of the sun's light and heat energy is added in the design of appropriate equipment, such as large windows or use of the south can absorb and slowly release the sun heat the building materials .

According to records, human use of solar energy has more than 3,000 years of history. To solar energy as an energy and power use, only 300 years of history. The real solar as "the near future to add much-needed energy," "the basis of the future energy mix" is the latest thing. Since the 20th century, 70s, solar technology has made rapid advances, solar energy use with each passing day. Solar energy utilization in modern history from the French engineers in 1615 in the Solomon and Germany Cox invented the world's first solar-powered engines run. The invention is a use of solar energy heating the air to the expansion and pumping machines acting.

In 1615 ~ 1900, between the developed world and more than one solar power plant and a number of other solar energy devices. Almost all of these power plants collect the sun means the use of condenser, engine power is not, the working fluid is water vapor, which is very expensive, not practical value, the majority of individual studies for manufacturing solar enthusiasts. 100 years of the 20th century, the history of the development of solar energy technology in general can be divided into seven stages.

成功和失败仿佛是两个不同的音符，人生如戏，不努力就没有机会，努力进取就有希望。下面给大家分享一些关于高中地理专题知识点归纳，希望对大家有所帮助。

高中地理专题知识点1

能源资源的开发——以我国山西省为例

一、山西能源基地的机遇与挑战

1.能源资源的分类

补:自然资源、矿产资源和能源的关系图

补:判断可再生能源和非可再生能源的技巧

一是根据定义:

只要能够循环利用，不断更新的能源就是可再生的

只要经过漫长的地质时期才能形成，而且用一点少一点的就是非可再生的

二是根据分类:

除矿物能源外，其他的都属可再生能源

2.山西能源基地面临的机遇与挑战

(1)非可再生资源的有限性

(2)开发利用与生态环境的相关性

(3)在能源消费结构中的重要性

3.地位——山西省是我国最大的煤炭基地，也是世界最大的煤炭基地之一

二、资源开发条件

1. 煤炭资源丰富，开采条件好(储量大、分布广、煤种全、煤质优、开采好)

①储量丰富

②分布范围广(全省40%有煤田分布)

③煤种齐全(10大煤种)

④煤质优良(低灰、低硫、低磷、发热量高)

⑤开采条件好(多为中厚煤层，埋藏浅，适于露天开采和大规模机械化开采含有煤层气)

补：山西主要的煤田和煤矿

(1)山西省40%的土地下面有煤田分布

(2)主要的煤田有：大同煤田、宁武煤田、西山煤田、沁水煤田、霍西煤田、河东煤田，其中面积较大的是沁水煤田和河东煤田

(3)主要的煤矿有：大同、平朔、阳泉、西山、霍州、晋城等。

补：诗歌记忆煤田位置:

河东煤田黄河东，沁水煤田沁水中，霍西煤田霍州西，宁武煤田北大同。

2. 市场广阔

①能源消费大国

②对能源需求量继续增加

③能源消费以煤炭为主(世界能源消费以石油、天然气为主，我国能源消费以煤炭为主)

3. 位置适中，交通比较便利

①邻近主要工业中心和大城市，输煤、输电距离较近

②有众多铁路线通过，交通比较便利

补：我国铁路的“三横五纵”

南北向(五纵)：京广线，京九线，京沪线，焦柳线，宝成─成昆线

东西向(三横)：京包─包兰线，陇海─兰新线，沪杭─浙赣─湘黔─贵昆线

三、能源基地建设

1.扩大煤炭开采量

①扩大开采规模

②增加产量

2.提高晋煤外运能力

逐步形成以铁路运输为主、公路运输为辅的煤炭外运路网体系

3.加强煤炭的加工转换

①建设坑口电站，变输出煤为输出电力

②发展炼焦业，向外输出焦炭

补：山西能否发展黄河水运?

(1)黄河在山西段位于黄土高原，多峡谷瀑布不利于航运

(2)黄河水量不大，季节变化大，发展内河运输比较困难。

补：简图法记忆晋煤外运

补：输电和输煤两种方式各有利弊，故两种方式长期并存。

四、加强能源的综合利用

1.改革初期

2.六五时期开始——产业结构调整

①以煤炭开采为主的单一结构转变为以能源、冶金、化工、建材为主的多元结构

②由原料工业逐步代替采掘工业

3.能源综合利用的结果

补：比较分析内蒙古东部地区与山西省煤炭资源的开发条件

五、环境的保护与治理

1.能源的开发和综合利用对环境的影响——造成生态问题和大气污染问题

环境的保护与治理的 方法 和手段

(1)提高煤的利用技术——推动清洁能源产业的发展

(2)调整产业结构

①对原有重化工业进行调整，使其产品向深加工、高附加值方向发展

②降低重化工业的比重，大力发展农业、轻纺工业、高新技术产业和旅游业

(3)三废的治理

①废水：沉淀净化

②固体废弃物：煤矸石→发电、供热和充填露天矿坑及塌陷区：煤泥→干燥再利用

③废气：做好消烟除尘工作、营造防风林带

例：废弃物利用技术

补：德国鲁尔区和我国山西能源基地综合比较

高中地理专题知识点2

河流的综合开发——以美国田纳西河流域为例

一、河流

1.河流与人类的关系

河流————人类的摇篮。

人类文明大多发源于大河流域(如：尼罗河、两河流域、印度河-恒河、黄河-长江)

现在大河的两岸多是人口稠密、城市稠密的地区。

(1)流域——整体性

流域又称供水区，指供给河流地表水源的地面集水区和地下水源的地下集水区总称，一般指地面的集水区。相邻流域间的山岭或河间高地，称为分水岭。分水岭最高点的连线，称为分水线或分水界。

(2)水系

水系指河流干流、支流和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河，彼此连接组成的庞大系统，又称河系。

它汇聚全流域的地表水和地下水，最终注入海洋、湖泊或消失在荒漠中。

河流水系由干流和一系列支流组成。一般将流入干流的支流，叫一级支流流入一级支流的叫二级支流。依次类推。

补：如何认识流域的整体性特征

二、河流开发的自然背景

1.流域的自然背景决定开发利用方式和方向

2.田纳西河流域概况

(1) 位置：位于美国东南部

(2) 流域范围：发源于阿巴拉契亚山脉的西坡，在肯塔基市附近注入俄亥俄河。全长1450千米，流域面积10.6万平方千米。

补：简图记忆田纳西河概况

3.自然背景

(1) 地形：多山，地形起伏较大 (上游地区为高低起伏的山地丘陵，中游地区为丘陵，下游地区为冲积平原)

利：蕴藏着丰富的水力资源。弊：陆路交通不便，河流航运作用突出。

补：分析一条河流水力资源丰富与否的思路

一是看河流的水量大小二是看河流落差的大小

(2) 气候——亚热带季风性湿润气候

亚热带地区，气候温暖湿润，降水丰富。冬末春初多降水，夏秋季降水相对较少。

(3) 水系

优点：①水系发达，支流众多②水量丰富③通过密西西比河及其支流可通往全国大部分地区

缺点：①河流落差较大②水量很不稳定

(4) 矿产资源：矿产资源丰富，主要有煤、铁、铜、磷、锌、云母等。

补：田纳西河在国家航运体系中的地位

(1)田纳西河流域遍及7个州，航运能联系4个州

(2)田纳西河通过密西西比河联系全国大部分地区

(3)通过密西西比河进入墨西哥湾，可发展河海联运。

总之，田纳西河流域的各州可通过田纳西河联系全国其他地区，并且可通过田纳西河出入美国的东南部。

补：如何分析影响河流内河航运的因素：水量水量变化经济发达程度

水量越大，水量变化越小，经济发达程度越高，内河航运越发达。

补：流域的自然背景与利用方式、开发方向的关系

三、田纳西河流域的早期开发及其后果

1.18世纪下半叶

经济活动：有较为发达的农业，盛产棉花、马铃薯、蔬菜。

影响：人口较少，人类活动对自然环境的影响不大，整个流域山青水秀，森林繁茂。

2.19世纪后期

流域内人口激增，开始对对其进行掠夺式开发，带来一系列生态环境与社会问题。

3.20世纪30年代初，成为美国最贫困的地区之一

补：流域19世纪后期的开发及其后果

四、流域的综合开发

1.流域综合开发的总体构想

流域开发的核心：河流的利用与治理田纳西河的开发核心：河流的梯级开发(TVA)

2.流域综合开发的 措施

(1)防洪：防洪标准达百年一遇

(2)航运：通航里程长联系范围广经济效益高

(3)发电

类型：水电、火电、核电

影响：

①全国最大的电力供应基地

②促进流域高耗能工业的发展(炼铝、化学工业)，两岸形成“工业走廊”

补：建水坝对航运的作用

补：水电、火电、核电的分布

①水电站的建设条件是落差大的河段，因此水电站大多分布在河流的上游。

②火电和核电因为需要大量的生产用水和冷却用水，大多分布在水库附近、水源充足的地区。

③核电的适应性强，又主要分布在人口稠密，用电量大的中下游河谷平原上。

(4)提高水质

(5)旅游：

(6)土地利用：

建立保护区，调整农林牧，稳定河湖线，恢复采矿区。

补：误区

1.田纳西河流域的气候类型与我国长江流域相似，误以为气候特征也相似。

气候类型：

田纳西河——亚热带季风性湿润气候

我国长江流域——典型的亚热带季风气候

气候特征：

田纳西河——冬、夏季气温都较低，降水夏秋季少

我国长江流域——雨热同期

2.高温多雨的气候适宜棉花的生长。

棉花：喜温、好光、生长期长。高温多雨的气候会使病虫害增多，容易烂棉桃。

世界著名的棉花产地大多具有光照充足、气候干旱、水源丰富的特点，如中亚、埃及、我国的新疆等地。

田纳西河夏秋季降水较少，正利于棉花后期的生长和成熟，而田纳西河又提供了充足的水源。所以成为美国的棉花带。

3.梯级开发是所有河流开发治理的核心。

梯级开发是一种常用的开发河流水力资源的方式。

田纳西河、珠江红水河河段、黄河上游河段(刘家峡一带)都完成了梯级开发，而长江三峡的开发利用和治理完成的是一级开发。

高中地理专题知识点3

区域农业发展-以我国东北地区为例

一、东北地区地理条件：

1.范围：黑、吉、辽三省和内蒙古东部。

2.地位：我国重要的商品粮基地、林业生产基地和畜牧业生产基地。

3.地理条件分析：

(1)气候-农业生产中最难以改造的自然条件。

①气候条件制约着一个区域农业的生产品种、耕作制度和生产季节等

②东北大部分地区属于温带季风气候区，雨热同期，热量和水分条件基本上可满足一年一熟作物的需求，但是农作物生长容易受到低温冷害的影响。

(2)地形、土壤条件：

①地形条件往往影响区域农业生产的类型

②一般来说，平原地区适宜发展 种植 业，而山地丘陵地区适宜发展林牧业，(东北西部高原地势平坦，降水较多，是优质草原牧场，中部和东北部平原广阔，周围山地环绕，森林资源丰富)

③土壤肥沃，黑土和黑钙土广泛分布，土层深厚，有机质含量高。

(3)社会、经济条件：①我国重要的工业基地，农牧兴工、工促农牧②交通发达，对外联系方便，发展外向型农业③开发时间较晚，人口密度较低，农业经营规模远高于全国平均水平，另外较好的生态环境和资源条件有利于绿色农业和大农业的发展。

二、东北地区农业布局特点：

1.耕作农业区：主要分布在平原(松嫩平原、三江平原、辽河平原)地区水稻多种植在辽河、松花江流域的大型灌区以及东部山区的河谷盆地小麦(以春小麦为主)以三江平原和松嫩平原北部最集中玉米：分布非常普遍，由南向北种植比例逐渐减少，吉林省北部地区形成了我国最著名的“玉米带”。

2.林业和特产区：主要分布在大、小兴安岭和长白山长白山区是我国主要的鹿茸、人参等珍贵药材产区，延边生产苹果梨辽东低山丘陵和半岛丘陵区是我国最大的柞蚕茧产区辽南是重要的苹果产区。

3.畜牧业区：主要分布在西部高原、松嫩平原西部及部分林区草地，是重要的羊、牛、马牧畜生产基地，如呼伦贝尔市三河地区的三河牛和三河马、松嫩平原西部的东北红牛。

三、东北平原是全国最大的、比较稳定的商品粮基地，其中三江平原是我国粮食商品率最高的商品粮基地

东北商品粮基地生产特点：

1.大规模机械化生产

2.地区专业化生产。

四、东北地区农业发展方向：

1.平原区：以增强抗衡国外农产品进入国内市场能力为重点，发展适应加工需要的优质、专用品种，提高产品质量和竞争力加快发展农产品加工业，促进粮食转化，延长产业链条，推进农业向规模化、专业化和生态化方向发展，建设绿色食品基地。

2.西部草原区：结合退耕还林、还草工程，大力发展生态农业和舍饲畜牧业强化人工草地建设，发展草业经济，推动退耕、退牧和围栏限牧工程，发展集约化草食性畜牧业。

3.山区农业：以森林保育为核心，实现由原料型生产向原料及产品加工并举的转变。

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