長(zhǎng)期以來(lái),人們就一直在努力研究利用太陽(yáng)能。我們地球所接受到的太陽(yáng)能,只占太陽(yáng)表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右,這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的3-4萬(wàn)倍,可謂取之不盡,用之不竭。其次,宇宙空間沒(méi)有晝夜和四季之分,也沒(méi)有烏云和陰影,輻射能量十分穩(wěn)定。因而發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)說(shuō)來(lái)比地面簡(jiǎn)單,而且在無(wú)重量、高真空的宇宙環(huán)境中,對(duì)設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度要求也不太高。再者,太陽(yáng)能和石油、煤炭等礦物燃料不同,不會(huì)導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"和全球性氣候變化,也不會(huì)造成環(huán)境污染。因此,太陽(yáng)能的利用受到許多國(guó)家的重視,大家正在競(jìng)相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料,以擴(kuò)大太陽(yáng)能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在近10多年來(lái),在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下,我們企盼著“太陽(yáng)能時(shí)代”的到來(lái)。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽(yáng)能動(dòng)力裝置,其應(yīng)用十分廣泛,在某些領(lǐng)域,太陽(yáng)能的利用已開始進(jìn)入實(shí)用階段。
1974年至1997年,美日等發(fā)達(dá)國(guó)家硅半導(dǎo)體光電池發(fā)電成本降低了一個(gè)數(shù)量級(jí):從每瓦50美元降到了5美元。此后世界各國(guó)專家大都認(rèn)為,要使太陽(yáng)能電站與傳統(tǒng)電站(主要是火電站)相比具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,還有一段同樣長(zhǎng)的路要走——其成本再降低一個(gè)數(shù)量級(jí)才行。目前美國(guó)等國(guó)家建的利用太陽(yáng)池發(fā)電的項(xiàng)目很多。在死海之畔有一個(gè)1979年建的7000平方米的實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)池,為一臺(tái)150千瓦發(fā)電機(jī)供熱。美國(guó)計(jì)劃將其鹽湖的8.3%面積(約8000平方千米)建成太陽(yáng)池,為600兆瓦的發(fā)電機(jī)組供熱。今年6月,亞美尼亞無(wú)線電物理所的專家宣布,已在該國(guó)山地開始建造其“第一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)樣板”型工業(yè)太陽(yáng)能電站。該電站使用的渦輪機(jī)是使用壽命已屆滿而從直升機(jī)上拆下來(lái)的渦輪機(jī),裝機(jī)容量?jī)H100千瓦,但發(fā)電成本僅0.5美分/千瓦小時(shí),效率高達(dá)40%—50%。
俄羅斯學(xué)者在太陽(yáng)池研究方面也取得了令人矚目的進(jìn)展。一家公司將其研制的太陽(yáng)能噴水式推進(jìn)器和噴冷式
太陽(yáng)能燈
推進(jìn)器與太陽(yáng)池工程相結(jié)合,給太陽(yáng)池附設(shè)冰槽等設(shè)施,設(shè)計(jì)出了適用于農(nóng)家的新式太陽(yáng)池。按這種設(shè)計(jì),一個(gè)6到8口人的農(nóng)戶建一個(gè)70平方米的太陽(yáng)池,便可滿足其100平方米住房全年的用電需要。另一家研究機(jī)構(gòu)提出了組合式太陽(yáng)池電站的設(shè)計(jì)思想,即利用熱泵、熱管等技術(shù)將太陽(yáng)能和地?zé)?、居室廢熱等綜合利用起來(lái),使太陽(yáng)池發(fā)電的成本大大下降,在北高加索地區(qū)能與火電站競(jìng)爭(zhēng),并且一年四季都可用,夏天可用于空調(diào),冬天可用于采暖。
以色列2012年可再生能源裝機(jī)容量為:風(fēng)能6.2兆瓦、水電8兆瓦、生物燃料12兆瓦、大型太陽(yáng)能光熱電站0兆瓦、中型太陽(yáng)能光熱電站7兆瓦、小型光伏板發(fā)電站218兆瓦。預(yù)計(jì)至2015年,以大型太陽(yáng)能光熱電站將增至740兆瓦,中型太陽(yáng)能電站增至330兆瓦,小型光伏板發(fā)電站增至330兆瓦。
由此看來(lái),全人類夢(mèng)寐以求的太陽(yáng)能時(shí)代實(shí)際上已近在眼前,包括到太空去收集太陽(yáng)能,把它傳輸?shù)降厍颍怪優(yōu)殡娏?,以解決人類面臨的能源危機(jī)。由美國(guó)國(guó)家航空和航天局與國(guó)家能源部建造的世界上第一座太陽(yáng)能發(fā)電站,最近將在太空組裝,不久將開始向地面供電。