正文 第9章 新時代的引擎——太陽能(2)(2 / 3)

熱水係統用水泵使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高於儲水箱底部水溫若幹度時,控製裝置啟動水泵使水流動。水入口處設有止回閥,以防止逆流,引起熱損失。大型熱水係統或需要較高水溫,選擇強製循環式。

世界各國對太陽能利用十分重視。30年前,德國製訂安裝太陽能熱水器的“千頂計劃”,日本有“朝日計劃”,美國有“百萬屋項計劃”。以色列的屋頂80%安裝熱水器,規定新建房屋必須安裝太陽能熱水器。

中國雖然起步較晚,但發展極快。到2007年,中國太陽能熱水器產銷量已占世界第一。其中大部分出口,花費大量人力物力和能源,卻讓外國占了便宜。國內,沿海較富裕城鄉太陽能熱水器普及率達20%以上,全國平均普及率不到5%,遠遠低於歐洲水平。主要原因是缺乏政策引導,新建房不規定使用,老房安裝困難。如果能像以色列一樣,強行規定,早就節約大量能源了。

太陽能暖房

太陽能暖房,在寒冷地區使用多年。寒帶冬季氣溫甚低,室內必須有暖氣設備,欲節省化石能源,需應用太陽輻射熱。常用的暖房係統為太陽能熱水裝置,將熱水通至儲熱裝置中,然後利用風扇將室內或室外空氣驅至儲熱裝置中吸熱,再把熱空氣傳送至室內;或利用另一種液體,輸送到儲熱裝置中吸熱後,流經室內,再用風扇強製加熱空氣,達到暖房效果。實際上是一種熱風空調。

太陽能發電

1.光熱電間接轉換——太陽能鍋爐發電

太陽能聚熱發電係統,實際上是用太陽能鍋爐代替燃煤鍋爐產生蒸汽發電。它通常由兩部分組成:收集太陽能並轉變成熱能,轉換熱能成電能。利用大規模列陣拋物或碟形鏡麵收集太陽熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,結合傳統汽輪發電機工藝,可以大大降低太陽能發電的成本。這種形式的太陽能利用還有一個優勢,即太陽能所燒熱的水可以儲存在容器中,在太陽落山後幾個小時內仍然能夠帶動汽輪機發電。

太陽能發電的缺點是效率低而成本高,投資至少比普通火電站貴5倍。一座1000兆瓦的太陽能熱電站需要投資20億~25億美元,平均每千瓦2000~2500美元。目前隻能小規模地應用於特殊場合,大規模利用很不合算,還不能與火電站或核電站競爭。

上世紀70年代的石油危機,促使美國能源部在80年代中期組織太陽能熱電站研究,並由桑地亞國立實驗室和國立可再生能源實驗室聯合組成SUNTN實驗室,負責商業化示範太陽能電站設計。在加州沙漠中,首批成功建設9座拋物鏡太陽能聚熱發電站,總裝機354兆瓦。後來,太陽能發電站在美國西南部各州,以及西班牙、以色列、瑞士等國家迅速得到應用。不足之處是拋物鏡占地麵積太大,在土地資源緊張的地方建設有一定困難。對於老天爺饋贈的幹淨能源,世界各國專家仍在不斷研究經濟可行的方法,希望盡快擴大應用,造福人類。

2.光電直接轉換技術——太陽能電池

太陽能電池發電原理光——電直接轉換方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能。光一電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種P-N結半導體光電二極管,利用光生伏特效應將太陽能直接轉化為電能。當太陽光照到半導體光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。將許多個電池串聯或並聯起來,就可以成為有較大輸出功率的太陽能電池方陣。

太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能電池壽命長,隻要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境汙染;太陽能電池可以大中小並舉,大到百萬千瓦的中型電站,小到隻供一戶用的太陽能電池組,這是其他電源無法比擬的。

五、國外太陽能利用——政策支持力度大

美國:減稅鼓勵發展太陽能

從1978年起,美國聯邦政府全力推動太陽能利用,對裝設太陽能係統的住宅,補助50%的費用。1980年,財政部製定能源設備減稅辦法,凡是家庭購置太陽能係統,其購置、裝設等費用的40%可減免所得稅,最高達4000美元。各州有其單獨的減稅辦法,可以和聯邦政府減稅辦法同時使用。