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中国利用清洁能源的现状如何

沉静的冰淇淋
怡然的玉米
2023-02-06 22:49:42

中国利用清洁能源的现状如何?

最佳答案
整齐的溪流
执着的御姐
2025-09-07 08:50:39

我国清洁能源(新能源)的发展现状

(一)太阳能

​我国地大物博,拥有丰富的太阳能资源,当前我国太阳能产业规模位居全球首位。

截至2021年9月底,光伏发电累计装机2.78亿千瓦。2021年1-9月,全国光伏新增装机2556万千瓦,其中,集中式光伏电站915万千瓦、分布式光伏电站1641万千瓦。从新增装机布局看,装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区,分别占全国新增装机的44%、19%和17%。

(二)风能

​我国风能资源非常丰富,资源总量在33.26亿千瓦左右。其中,大概有31.33%的风能资源可以被利用,很大一部分是海洋中的风能资源,大概在75%左右;其余部分风能资源在陆地上,占据了可用资源的25%。

据国家能源局消息,截至2021年11月中旬,我国风电并网装机容量达到30015万千瓦,突破3亿千瓦大关,较2016年底实现翻番,是2020年底欧盟风电总装机的1.4倍、是美国的2.6倍,已连续12年稳居全球第一。

(三)生物质能

我国的生物能源储存量特别丰厚,主要是田间的秸秆以及薪炭林等可以大量利用的生物能,这种能源分布范围广、可利用率高,并且生物能在基础设施的建设可以很容易形成。在实际的生物能利用过程中,前期的准备建设工作比较简单,生物能在我国具有很大的开发潜力。

2021年1-9月,生物质发电新增装机554.7万千瓦,累计装机达3536.1万千瓦,生物质发电量1206亿千瓦时。累计装机排名前五位的省份是山东、广东、浙江、江苏和安徽,年发电量排名前六位的省份是广东、山东、浙江、江苏、安徽和河南。

(四)核能

核能利用的主要方式是核裂变和核聚变。我国对核电研究及利用起步较晚,在20世纪80年代建立第一座核电站。中国核能行业协会2021年11月14日发布的蓝皮书显示,截至2020年12月底,我国在建核电机组17台,在建机组装机容量连续多年保持全球第一。

2020年,国内核电主设备交付31台套,实现了批量化成套交付,涵盖反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等各类产品,我国已全面掌握先进核电装备制造核心技术。

(五)海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源。海洋通过各种物理过程储存和散发能量,这一部分能量通过潮汐、波浪和盐度梯度等形式存在于海洋之中。

我国海洋能开发具有较长的历史,在解放初期便兴建了潮汐电站。伴随多年的不断实践,海洋发电技术实现新的突破,针对小型潮汐发电站技术趋于成熟化及规范化,同时具备中型潮汐发电站技术要求。

(六)地热能

我国已经明确将地热能作为可再生能源发电、供暖的重要方式。2021年9月,国家能源局等八部门印发的《关于促进地热能开发利用的若干意见》指出,到2025年,全国地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%,在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目,全国地热能发电装机容量比2020年翻一番;到2035年,地热能供暖(制冷)面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。

根据国家地热能中心公布的数据,截至2020年底,我国地热能供暖(制冷)面积累计达到13.9亿平方米。其中,水热型地热能供暖5.8亿平方米,浅层地热能供暖(制冷)8.1亿平方米,每年可替代标煤4100万吨,减排二氧化碳1.08亿吨。

结 语

根据上述情况可知,我国的新能源发展依托国家政策支持,前景极为光明。为了落实碳达峰、碳中和目标,我国将构建以新能源为主体的新型电力系统。这就要求全社会同心协力,提高新能源企业的核心竞争力,大力发展新能源产业,助力双碳目标的实现。

最新回答
留胡子的身影
风中的魔镜
2025-09-07 08:50:39

第一章 总则第一条 为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,根据《中华人民共和国可再生能源法》和其他有关法律、行政法规的规定,结合本省实际,制定本条例。第二条 在本省行政区域内从事可再生能源的开发利用及其管理等相关活动,适用本条例。

本条例所称可再生能源,是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能、空气能等非化石能源。第三条 开发利用可再生能源,应当遵循因地制宜、多能互补、综合利用、节约与开发并举的原则,注重保护生态环境。禁止对可再生能源进行破坏性开发利用。第四条 县级以上人民政府应当加强对可再生能源开发利用工作的领导,将可再生能源开发利用纳入本行政区域国民经济和社会发展规划,采取有效措施,推动可再生能源的开发利用。第五条 省发展改革(能源)主管部门和设区的市、县(市、区)人民政府确定的部门(以下统称可再生能源综合管理部门)负责本行政区域内可再生能源开发利用的综合管理工作。

县级以上人民政府有关部门和机构在各自职责范围内负责可再生能源开发利用的相关管理工作。

乡镇人民政府、街道办事处应当配合做好可再生能源开发利用的管理工作。第六条 县级以上人民政府及其有关部门应当加强对可再生能源开发利用的宣传和教育,普及可再生能源应用知识。

新闻媒体应当加强对可再生能源开发利用的宣传报道,发挥舆论引导作用。第二章 管理职责第七条 县级以上人民政府可再生能源综合管理部门应当会同有关部门和机构,按照国家有关技术规范和要求,对本行政区域内可再生能源资源进行调查。

有关部门和机构应当提供可再生能源资源调查所需的资料与信息。

可再生能源资源的调查结果应当公布。但是,国家规定需要保密的内容除外。第八条 县级以上人民政府可再生能源综合管理部门应当会同有关部门和机构,根据其上一级可再生能源开发利用规划,结合当地实际,组织编制本行政区域可再生能源开发利用规划,报本级人民政府批准后实施,并报上一级可再生能源综合管理部门备案;其中省可再生能源开发利用规划,应当报国家能源主管部门备案。

可再生能源开发利用规划的内容应当包括可再生能源种类、发展目标、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网建设、服务体系和保障措施等。第九条 编制可再生能源开发利用规划,应当遵循因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则,并符合国土空间规划。

编制可再生能源开发利用规划,应当依法进行规划环境影响评价和气候可行性论证,并征求有关单位、专家和公众的意见。

县级以上人民政府可再生能源综合管理部门和有关部门、机构应当依法公布经批准的可再生能源开发利用规划及其执行情况,为公众提供咨询服务。第十条 可再生能源综合管理部门和自然资源主管部门在履行项目审批、选址审批、用地或者用海审核等职责时,不得将可再生能源开发利用规划确定的可再生能源项目建设场址用于其他项目建设。第十一条 县级以上人民政府可再生能源综合管理部门依法履行可再生能源投资建设项目的批准、核准或者备案以及其他相关监督管理职责,依法承担可再生能源装备制造产业发展和科技进步相关工作,并对依法需经国家批准或者核准的投资建设项目提出审查意见。第十二条 省住房城乡建设主管部门根据本省气候特征和工程建设标准依法制定太阳能、浅层地热能、空气能等可再生能源建筑利用的地方标准。

省标准化主管部门会同省有关部门依法制定除前款规定以外的可再生能源开发利用的地方标准。第十三条 县级以上人民政府水行政主管部门依法履行水能资源开发利用的指导和监督管理职责。第十四条 县级以上人民政府住房城乡建设主管部门依法履行可再生能源建筑利用的指导和监督管理职责。第十五条 县级以上人民政府自然资源主管部门依法履行地热能开发利用的指导和监督管理职责。第十六条 县级以上人民政府农村能源主管部门依法履行沼气利用的指导和监督管理职责。第十七条 县级以上人民政府商务主管部门应当做好生物液体燃料销售和推广应用的组织和指导工作,监督石油销售企业按照规定销售生物液体燃料。

踏实的裙子
天真的夏天
2025-09-07 08:50:39
日本《修订可再生能源特别措施法》。(1)设立新认证制度由现行的设备认证改为业务认证).(2)调整可事先确定数年后收购价格的定价方(3)采用当认定有助于减轻电力用户负担时,可用投标方式确定收购价格的机制.

法律依据:

《中华人民共和国可再生能源法》第四条国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施,推动可再生能源市场的建立和发展。

爱笑的棉花糖
笑点低的小蝴蝶
2025-09-07 08:50:39
第一章 总 则第一条 为了促进农村可再生能源的开发利用和建设管理,保护和改善生态环境,推进社会主义新农村建设,根据有关法律、行政法规,结合本省实际,制定本条例。第二条 本条例所称农村可再生能源,是指农村生产生活所使用的生物质能(沼气及其他生物质燃气、秸秆、薪柴、生物炭等)、太阳能、风能等非化石能源。第三条 在本省行政区域内从事农村可再生能源开发利用及建设管理等活动,适用本条例。第四条 开发利用农村可再生能源应当坚持因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益和节约与开发并举的方针,遵循政府扶持、市场引导、群众自愿、社会参与的原则。

农村可再生能源的开发利用应当与新农村建设、生态农业、环境保护、卫生防疫(血防)等相结合,发挥综合效益。第五条 县级以上人民政府应当加强领导,统筹规划,将农村可再生能源开发利用纳入国民经济和社会发展规划,与节能减排的总体要求相适应,作为优先发展的产业,制定相应的优惠政策和保障措施,加大对农村可再生能源开发利用和建设管理的投入,提高利用效率,促进农村可再生能源事业的可持续发展。第六条 农村可再生能源开发利用和建设的管理工作由县级以上人民政府农业行政主管部门具体负责,其他相关行政主管部门按照各自的职责,做好农村可再生能源开发利用管理工作。

乡镇人民政府应当确定专职或者兼职人员,协助做好农村可再生能源开发利用管理工作。第七条 各级人民政府及其有关部门应当宣传开发利用和节约农村可再生能源知识,普及农村可再生能源应用技术;对在农村可再生能源开发利用工作中做出显著成绩的单位和个人给予表彰奖励。第二章 开发与推广应用第八条 各级人民政府应当鼓励支持科研单位、大专院校、企业和其他组织、个人,以多种形式开展农村可再生能源新技术、新产品的研究开发和科技成果转化;安排专项资金,用于支持农村可再生能源新技术、新产品的研究开发以及农村可再生能源开发利用示范工程的建设。

鼓励开展秸秆沼气发酵、生物质热解气化、沼气进出料、沼肥综合利用等技术研究及其成套设备的开发。第九条 自主开发或者引进的农村可再生能源新技术,应当经省人民政府农业行政主管部门会同相关部门组织专家进行可行性论证和评估,证明具有先进性、安全性和适用性后,方可推广。

引进国外新技术和新产品的,应当符合国家有关规定。第十条 鼓励科技人员依照国家有关规定通过技术转让、技术入股、技术咨询与服务等形式,加快农村可再生能源科技成果转化。第十一条 县级以上人民政府应当将农村可再生能源技术推广纳入农业技术推广体系。

农业行政主管部门应当根据实际情况因地制宜地推广下列农村可再生能源技术与设备:

(一)户用沼气及其综合利用、大中型沼气集中供气和生活污水厌氧净化等技术与设备;

(二)秸秆气化、固化、炭化技术与设备;

(三)太阳能、风能利用技术与设备;

(四)省柴节能炉灶、炒茶灶、取暖设施等节能技术与设备;

(五)其他先进适用的农村可再生能源技术及配套设备。第十二条 各级人民政府应当引导和支持乡镇兴建沼气净化工程,将户用沼气建设与改厨、改厕、改圈相结合,纳入村镇建设规划,分类指导,整体推进。

鼓励企业和个人利用规模化养殖场(小区)的有机废弃物,建设沼气集中供气(发电)工程。

农业行政主管部门应当组织沼气生产单位和个人对沼渣、沼液实行综合利用,发展无公害、绿色和有机农产品。第十三条 各级人民政府应当加强对秸秆能源化、太阳能、风能开发利用的指导。

鼓励企业和个人兴建秸杆气化集中供气工程。农村新建或者改建、扩建公益性公共设施,具备条件的应当采用太阳能供水供热等技术和设备。农村居民住宅利用太阳能供水供热的,农业、建设等行政主管部门应当在规划、安装、使用和通用设计方案方面给予指导和帮助。第三章 政府扶持与服务第十四条 农业行政主管部门应当根据当地农村可再生能源资源、用能结构、用能水平和经济社会发展现状,科学制定农村可再生能源开发利用规划和计划,按照规定程序报同级人民政府批准后实施。

瘦瘦的月饼
欣慰的火
2025-09-07 08:50:39
【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。

【利弊】

优点:�

(1)普遍:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。�

(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。�

(3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。�

(4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。�

缺点:�

(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。�

(2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。�

(3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。�

太阳能利用中的经济问题:�

第一,世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要,而又不危及后代人前途的社会。因此,尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源,是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化,常规能源的贮量日益下降,其价格必然上涨,而控制环境污染也必须增大投资。

第二,我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%,已成为我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。

【太阳能热利用】

就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

太阳能集热器

太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20~30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40~50年且很少进行维修。

太阳能热水系统

早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种:

1、自然循环式:

此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热,温度上升,造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差,因此引起浮力,此一热虹吸现像,促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系,水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水,维护甚为简单,故已被广泛采用。

2、强制循环式:

热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时,控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流,引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知),容易预测性能,亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下,其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处,但因其必须利用水,故有水电力、维护(如漏水等)以及控制装置时动时停,容易损坏水等问题存在。因此,除大型热水系统或需要较高水温的情形,才选择强制循环式,一般大多用自然循环式热水器。

暖房

利用太阳能作房间冬天暖房之用,在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低,室内必须有暖气设备,若欲节省大量化石能源的消耗,设法应用太阳辐射热。大多数太阳能暖房使用热水系统,亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统,及室内暖房风扇系统所组成,其过程乃太阳辐射热传导,经收集器内的工作流体将热能储存,再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计,或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电,再加热房间,或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置,其将热水通至储热装置之中(固体、液体或相变化的储热系统),然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热,再把此热空气传送至室内;或利用另一种液体流至储热装置中吸热,当热流体流至室内,在利用风扇吹送被加热空气至室内,而达到暖房效果。

太阳能发电

即直接将太阳能转变成电能,并将电能存储在电容器中,以备需要时使用。

太阳能离网发电系统

太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大,并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电,供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻,维护困难,为了提高光伏风力发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高,太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。

太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。

太阳能并网发电系统

可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。

因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。

太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 (双馈变流器,全功率变流器)。

× 太阳能路灯

太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明,又可用于人口分布密度较小,交通不便经济不发达、缺乏常规燃料,难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区,以解决这些地区人们的家用照明问题。

太阳能利用新近展

目前国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。

日前从上海市科委获悉,华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功“再造”叶绿体,以极其低廉的成本实现光能发电。

叶绿体是植物进行光合作用的场所,能有效将太阳的光能量转化成化学能。此次课题组并非在植物体外“拷贝”了一个叶绿体,而是研制出一种与叶绿体结构相似的新型电池———染料敏化太阳能电池,尝试将光能转化成电能。在上海市纳米专项基金的支持下,经过3年多实验与探索,这块仿生太阳能电池的光电转化效率已超过10%,接近11%的世界最高水平。

项目负责人、华东师大纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心主任孙卓教授展示了新型太阳能电池的“三明治”结构———中空玻璃夹着一层纳米“夹心”,光电转化的玄机就藏在这层几十微米厚的复合薄膜中。纳米“夹心”的“配方”十分独特:染料充当“捕光手”,纳米二氧化钛则是“光电转换器”。为了让染料尽可能多“吃”太阳光,科研人员还别出心裁地撒了点“佐料”———一种由纳米荧光材料制成的量子点,让不同波长的阳光都能对上“捕光手”的“胃口”。只要不断改进“配方”,纳米“夹心”的光电转化效率就能一次次提高。

作为第三代太阳能电池,染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据估算,染料敏化电池的成本仅相当于硅电池板的1/10。同时,它对光照条件要求不高,即便在阳光不太充足的室内,其光电转化率也不会受到太大影响。另外,它还有许多有趣用途。比如,用塑料替代玻璃“夹板”,就能制成可弯曲的柔性电池;将它做成显示器,就可一边发电,一边发光,实现能源自给自足。

太阳能是一种洁净和可持续产生的能源,发展太阳能科技可减少在发电过程中使用矿物燃料,从而减轻空气污染及全球暖化的问题。

我国太阳能利用产业现状

中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,我国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项:太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。

我国太阳能利用产业前景

中国《可再生能源法》的颁布和实施,为太阳能利用产业的发展提供了政策保障;京都议定书的签定,环保政策的出台和对国际的承诺,给太阳能利用产业带来机遇;西部大开发,为太阳能利用产业提供巨大的国内市场;原油价格的上涨,中国能源战略的调整,使得政府加大对可再生能源发展的支持力度,所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。

利用方式

太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。

(1)光热利用

它的基本原来是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。[3]目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(<200℃)、中温利用(200~800℃)和高温利用(>800℃)。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。

(2)太阳能发电

未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。

①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。

②光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。

(3)光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。

(4)光生物利用

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。