太阳能利用的新方向

    目前，俄乌冲突仍没有和平解决的明确途径，随着冲突的长期化，石油价格在100美元上下高位震荡，恐成为大概率事件，这对石油消费国尤其是欧洲的影响呈现严重趋势。同时，石油以及煤炭等化石能源的枯竭问题日益临近，带来的能源恐慌也将推高传统能源价格。即使不考虑价格因素，在“双碳”目标下，可循环利用的新能源取代传统能源已是不可逆转的大趋势，尽管新能源要完全取代传统能源尚需时日。

我们对身边的事物似乎总是容易忽视，人类从地层深处挖出了煤炭，压出了石油，甚至到深海开采可燃冰，再将这些能源转化为电能和机械能，却对太阳能不进行深度开发。只在早期利用太阳点火，此后的停滞长达千年。 要知道，太阳每秒射向地球的能量相当于500万吨原煤的当量，理论上每天射向地球的能量就是4320亿吨原煤的当量。目前，这样天文量级的能量能得到利用的可以说微乎其微。 实际上，且不说全球适宜利用太阳能的地域，仅将地球沙漠面积的1%用于太阳能开发，以沙漠每年每平方米接收的太阳能为1000千瓦~3000千瓦估算，足可以满足能源消费。 如撒哈拉沙漠每年每平方米接收的太阳能为2000千瓦~3000千瓦，仅以其900多万平方公里的1%，就足可以满足地球人口生活用电，即撒哈拉沙漠的一平方米得以充分利用，就可解决一家人的生活用电。 关键的问题是，太阳能的有效利用，还可以避免石油、天然气、核能开发应用上的激烈竞争，甚而可能避免能源战争，有助于解决全球变暖、温室效应、环境污染等一系列问题。

具体来说，太阳能作为能源，相比于化石能源具有取之不尽、可以再生、永续利用的优势；在开发过程中，不会破坏地质结构，相较于核聚变研究开发难度小；在使用过程中，不会产生温室效应、不会污染环境包括造成放射性污染；同样是大规模开发，太阳能可减少温室效应，对环境友好。

30多年前的1990年，中国科学家赵庶陶曾提出太阳能光热发电的开发思路，并确定了具体的技术应用框架，即无热损太阳能集热管（器）。它不仅可以解决热运、热储难题，而且可以推动热工业技术如光热发电的升级，为彻底解决能源危机提供了新的方向。

也就是说，太阳能开发利用，基本上是两种方式，即太阳能光伏发电与太阳能光热发电。

从这个角度看，能源问题的最终解决唯有靠太阳能。

当年，赵庶陶在《能源危机与热储运难题解决方案》（《能源思考》2010年第9期）一文中将太阳能光热发电与太阳能光伏发电进行了比较。太阳能光热发电的投资和发电成本分别为太阳能光伏发电的1/5与1/3。其热电转换率为0.36，最终的商业用电价格为0.9元/度。煤电的直接成本约0.38元/度，治污的间接成本约0.4元/度，合计约0.78元/度。当然，这是以现有的热损集热管为例进行的计算，效果显然不够理想。如果采用集制热、运热、储热于一体的无热损太阳能集热管，达到光热效率100%的理论极限，在效率大大提高的同时，发电成本有望低于0.38元/度，比煤电、风电与光伏发电在价格上更具优势，为解决能源危机铺平道路。在热工业上，既可以供暖，也可以供冷等，随着热储与热运技术升级，世界性热储运难题可得以解决。

太阳能光热发电既能发电也能供热，应为太阳能开发的首选。

具体来说，无热损太阳能集热管（器）是由等离子体玻璃改性或者镀膜制造而成，它实际上是太阳能集热管的第三代。这种新材料玻璃完全避免了对流、传导和辐射三种热损失。第一代太阳能集热管，热量的对流、传导和辐射损失皆存，因此热效率低。第二代太阳能集热管在进行有针对性的改进后，虽无对流、传导损失，但仍不能避免辐射损失。

太阳表面温度约为6000℃，光能主要集中在可见和近红外（4000埃—24000埃）光谱区域中。对于这个区域内的波长来说，改性玻璃是透明的，完全可以穿透，光能可顺利抵达吸热管，被吸收后就变为热能，从而将吸热管内的水介质或工质加热。而吸热管温度，对于低端热水器说来仅可即热到几十摄氏度，对于高端光热发电说来可达数百度。这与太阳的表面温度相比仍然是很低的，其热辐射的能量主要集中在远红外（热能的表现）光谱区。实际上，远红外热波、光波本质上是一样的，均为电磁波。当远红外与改性玻璃接触时，只能反射，而不能透过。因此又返回来再加热吸热管。如此多次往返，加之并无热传导与热对流损失，从而最为充分地利用热能而无一点泄漏，由此形成无热损失第三代集热管。

为了便于理解，可以保温瓶为例弄清其中的道理。保温瓶的核心部件是保温瓶胆，它可以高效保温，其原因就在于它的热损失少。双层玻璃瓶胆之间是真空的，都镀上银膜。真空状态可以避免热对流，玻璃本身也是热的不良导体，镀银的玻璃则可以将容器内部向外辐射的热能反射回去。一旦银膜脱落，保温瓶寿命就完结了。

改性玻璃既可利用太阳光加热，又避免了热损失，可见光、近红外能透过玻璃（原玻璃具有的特性），而远红外则只有反射，不能透过（改性后玻璃具有的新特性）。这种改性玻璃也可做成建筑物节能窗和温室顶棚。因此说，无热损失太阳能集热管就成了单向阀门，光能只进不出，形成能量累积器。可以说是以时间换能量，时间越长能量越大。但银膜不能用在集热管上，因为可见光、近红外进不来。而改性玻璃制成的集热管置于阳光下就是加热器，置于室内就是保温瓶。这本身就是一款节能的新产品。自然，所谓的无热损失是从物理宏观尺度来说的，从数量级来看，不是绝对为零，绝对无热损。正如所说的真空，意指没有气体分子，但绝不是一个分子都没有。实际上里面还有成千上万的气体分子存在。

理论上，大约40分钟的太阳照射所产生的太阳能，便足以供全人类一年能量的使用。我国可开发的总风能约为40亿千瓦，水能约为5.4亿千瓦。相比较而言，太阳能的辐射能量要大几百至几千倍。所接受的太阳能总辐射为1.8万亿千瓦，相当于每平方米每天可收到约0.5公斤标准煤。年总量约为5.86×103MJ / ㎡ ，等于1.7万亿吨标准煤，是我国当前年消费一次性能源的600倍，等于数万个三峡工程发电量的总和。太阳能单位面积所产生的电能也10倍于风能。

太阳能发电分为太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种类型。

相对于太阳能光伏发电，太阳能光热发电有很多独特优势。

一是成本更低。太阳能光热发电的成本约为2万元/千瓦，而太阳能光伏发电的成本约为5万元/千瓦。

二是太阳能光热发电的系统效率为12%～19%，而太阳能光伏发电的系统效率为13%～15%。

三是太阳能光伏发电需要大量太阳能电池进行光电转换来实现。而太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅3种。硅材与电池的生产过程中难以避免污染，太阳能光热发电则避免了此类问题。

四是太阳能光热发电是热电联供的，可与化石燃料形成混合发电系统。

五是太阳能光热发电所使用的锅炉、汽机、发电机、输变电设备等发电设备，可以利用化石能源的发电设备，易于形成规模产业。

六是中间被加热工质同时起到一定储能作用，可以缓解太阳幅射强度变化带来的不利因素，加之锅炉还可用其他能源（煤、油、气）燃烧供热，克服太阳能不能连续工作的缺点。

七是其发展可以直接借鉴传统热电站的经验，提高工质温度以提高热电转换效率，增大单机容量以改善经济性能。

八是太阳能聚光热力技术不仅低成本、高效率、占地面积小、人工要求低，而且更环保。

太阳能光热发电单位造价约为16000元/kW（500kW装机以上规模）；使用非晶硅光伏发电，单位造价约为55000元/kW；使用硅电池光伏发电，单位造价约为70000元/kW。

在10年前，太阳能光伏发电的成本是2元~5元/度。而太阳能热发电的成本与煤电成本基本持平，约为0.9元~1.1元/度。当然，由于光伏发电的规模化应用，成本正处在下降通道。这一发展趋势对于光热发电也是一样的。光热发电若采用无热损太阳能集热管，并用于储热和运热，在初始阶段发电成本即可降低到0.38元/度以下。从理论上讲，成本只要降到0.78元/度，就有很好的应用价值。由此可知，无热损太阳能集热管用于发电，极具应用前景，为缓解能源危机提供了新的方向。

中国工程院院士张耀明认为，太阳能光热发电是最可能引起能源革命，实现大功率发电、替代常规能源的经济手段之一，将完全有可能给紧张的能源问题带来革命性的解决方案，未来的太阳能光热发电成本将可以实现５美分/度的目标。

但是，从产业发展上说，光热发电既有优点，也有缺点。

优点一：光热发电是一种高品质的清洁电力，采用成熟的储热技术后可以实现全天24小时稳定持续供电，相对于风电和光伏不稳定不可调的缺陷，光热发电对电网更友好。

优点二：在光热发电产业链中基本不会出现光伏电池板生产过程中的多晶硅等高耗能、高污染等问题，是真正的环保绿色清洁能源。

优点三：光热发电的产业经济带动力强，其产业链辐射范围涉及玻璃、钢铁、化工、机械等多个国民经济的重点产业领域，特别是对我国目前已经存在严重产能过剩问题的玻璃和钢铁产业有极强的带动作用，光热产业发展带来的就业人数增加和经济贡献值要远远高于光伏产业。

缺点一：初期投资高。1000兆瓦的初期投资大约要200亿元。因此，我国需要像支持光伏发电一样，支持光热发电，尤其是无热损及太阳能集热管技术。

缺点二：技术不够成熟。槽式太阳能集热管比较长，导致热损失较高。但是，若用无热损太阳能集热管替代现有的有热损太阳能集热管，热效率则会大大提高。缺点也就变成了优点。

缺点三：气候及地域限制严格。光热发电只适合年辐射量在2000千瓦时/平方米以上的地区，只有中国北部地区适合。

地面太阳能光热电站受到天气的影响，很难24小时工作。而随着高层空间的开发，不受季节、昼夜等天气变化影响，且接收能量密度高的空间太阳能电站被提了出来。  

对于空间太阳能电站建在哪里，从技术、成本以及费效比等角度，大致有两种意见。一种是将其建设在地球上空大约3.6万千米的同步轨道。 建在这里的优点是，距离地球比较近，电能传输和站点管理和维护都很方便。缺点是地球同步轨道已被卫星以及航天器所瓜分，资源非常紧张，可供电站建设的空间不足。

另一种是将太阳能电站建设到距离地球超过30万千米的月球轨道上。优点是受地球阴影的影响小于地球同步轨道，增加了发电效率，并且可以为建立月球前沿基地给予帮助。缺点也是在距离上，月球轨道相比于地球同步轨道距离地球要远得多，导致建设难度和成本大幅度增加。

怎么解决这个问题，只有留待将来。

空间太阳能电站如何发电？与地面太阳能发电并无太大的不同，仍然是利用太阳能板将光热转化为电能。 储能的太阳能电池基本上也是两种，一种是半导体，另一种是光化学。

其中，半导体太阳能电池的技术比较成熟，硅材料（单晶硅、多晶硅、非晶硅）太阳能电池、多元化合物太阳能电池、有机半导体太阳能电池、纳米晶体太阳能电池等都已有成品投入使用。但考虑到技术与成本因素，有机半导体太阳能电池与纳米晶体太阳能电池会是空间太阳能电站的选择。它们的成本低于硅太阳能电池1/5，更为关键的是它们更适合高空低温环境，使用寿命也长于硅太阳能电池的20年。

相比较而言，光化学太阳能电池技术尚未完全成熟。

从空间太阳能电站本身来说，考虑到建设、维护与控制的难度，大概率会采用多个10万千瓦级小型发电基站集群方案。每个小基站本身都具有独立的发电、储电和传输能力。可以单独也可以联合输送电力。

很显然，空间太阳能发电站所生产的电能，不可能通过铁塔与线缆传输。距离的原因倒在其次，关键是技术上难以实现。

那么，远距离无线能量传输的微波输电和激光输电就成为必然选择。

微波输电就是通过微波转换器先将电能转换成微波，再通过发射站将其传输至空间或地面接收站。接收站再将微波通过转换器转换为工频交流电。微波输电的优势在于，没有或者只有少量能量损耗，其通过大气层的能量损耗也仅有2%左右。

激光输电则是通过激光转换器将电能转换成可视激光束。光束被接收后在专门的光电电池中再转换回电能。相比于微波，激光的缺点是易于受云层、雾霾等天气变化的干扰。

目前，不论是微波输电，还是激光输电技术上都不太成熟。同时，空间太阳能电站的储能技术也没有解决。传统的储电设备很难适应高密度、超低温太空储能需求。利用超导体储能是重要的研究方向。当然，一旦技术问题得以解决，空间太阳能电站覆盖面积广、电力传输灵活的特点就可以发挥出来，即使地球上的偏远地区也能够得到及时供电，并为受灾地区以及电力不足的重要设施等提供定向或移动电能，电力能源结构及供电方式将发生深刻变化。

不仅如此，一旦空间太阳能电站能为卫星以及航天器供电，卫星与航天器也会发生巨大变化，不仅可以增加功率水平与控制精度，而且同样质量的航天器能集成更多的功能。

不过，要完成超长距离的空地电力传输，就要采取新的无线输能技术，如电磁耦合。目前电磁耦合只在厘米级传输上得以实现，世界多国都开始研究超远距离的传输。

例如，我国已在重庆璧山建立了研究基地。并计划在2030年前后建设实验性兆瓦级别小型太空发电站，力争到2050年具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。

马斯克所建立的多个公司，都是为最终实现移民火星计划先行探索。而移民火星的电能基础很大程度上会是太阳能光热发电。

当然，要移民火星，首先要改善火星不适宜地球人生活的环境。据马斯克说，他要在火星上爆炸一万个核弹，释放出火星两极的二氧化碳，将寒冷的火星变成温暖的地球。同时，火星两极的水冰不仅可以解决移民的用水和氧气问题，直接就地取材也省去了从地球运输的麻烦。

对于解决水源与氧气问题，日本科研人员还提供了一个新的技术方案，那就是用太阳光分解水。研究表明，在地球上，如果太阳光催化分解水的效率能达到10%，就已经具备了经济上的竞争力，而在火星上就可以获得实际应用。

目前的技术条件下，光催化半导体的转换效率是低于10％的。这是因为光催化过程极为复杂，并且半导体颗粒必须具有多种特性，也许新的组合会提高整体转换效率。

生存环境布局好之后，电能就要靠太阳能来解决。

火星到太阳的距离是地球到太阳距离的1.5倍，因此表面的阳光强度只有地球的一半不到，但是火星表面大气稀薄（仅地球的0.6%）而且没有臭氧层，紫外线可以无障碍照射到火星表面。充分利用太阳能，是地球人在火星持续生活的必备条件。

В настоящее время конфликта между россией и Украиной по - прежнему нет четких путей мирного урегулирования, с затянувшимся конфликтом, цены на нефть на $100 выше и выше, чтобы избежать вероятных событий, которые имеют серьезные последствия для стран - потребителей нефти, особенно в Европе.  В то же время все более актуальной становится проблема истощения запасов ископаемых видов энергии, таких, как нефть и уголь, и вызванная этим энергетическая паника также приведет к повышению цен на традиционные источники энергии.  Даже если не учитывать Ценовые факторы, замена традиционных источников энергии новыми возобновляемыми источниками энергии в рамках цели « двойной углерод» стала необратимой, хотя для полной замены традиционных источников энергии потребуется время. 

 солнце стало предпочтительным 

 казалось бы, что мы всегда легко забываем о том, что человек вынимает из глубин пласта уголь, сжигает нефть, даже добывает в глубоководных районах горючие льды, преобразует эти источники в электроэнергию и механическую энергию, но не осваивает глубоко солнце.  использование зажигания солнца только на ранних стадиях, после чего застой длится тысячи лет.  ведь энергия, которую солнце излучает на землю в секунду, эквивалентна 5 млн. т эквивалента свежего угля, теоретически ежедневная эмиссия на землю составляет 432 млрд. т.  В настоящее время использование энергии в астрономических измерениях может быть минимальным.  В действительности, не говоря уже о том, что в глобальном масштабе целесообразно использовать солнечную энергию, лишь 1% площади пустыни земли используется для развития солнечной энергии, а количество солнечной энергии, получаемой пустыней на квадратный метр в год, составляет 1000 квт - 3000 кВт, что позволяет удовлетворить потребности в энергии.  если бы в пустыне Сахара каждый квадратный метр солнечной энергии получал от 2 000 квт до 3 000 квт, или только 1% от 9 млн.  главная проблема заключается в том, что эффективное использование солнечной энергии также позволит избежать острой конкуренции в области использования нефти, газа и ядерной энергии и, возможно, даже избежать энергетических войн, что поможет решить целый ряд проблем, таких, как глобальное потепление, парниковый эффект и загрязнение окружающей среды. 

 в частности, использование солнечной энергии в качестве источника энергии по сравнению с ископаемыми источниками энергии, которые обладают неисчерпаемыми, возобновляемыми и постоянными преимуществами;  в процессе разработки, не будет разрушать геологическую структуру, по сравнению с исследованиями и разработками ядерного синтеза труднее;  при использовании не возникает парникового эффекта, не загрязняет окружающую среду, включая радиоактивное загрязнение;  Кроме того, крупномасштабная разработка солнечной энергии может уменьшить парниковый эффект, дружелюбный к окружающей среде. 


 способ разработки солнечной энергии 

 более 30 лет назад, в 1990 году, китайский ученый Чжао Шитао выдвинул идею разработки солнечной фотоэлектрической энергии и определил конкретные рамки применения технологии, т.е.  Она может не только решить проблемы, связанные с тепловыми перевозками и хранением, но и стимулировать модернизацию таких технологий в тепловых отраслях, как фотоэлектрическое производство, что открывает новые перспективы для окончательного урегулирования энергетического кризиса. 

 Иными словами, освоение солнечной энергии в основном осуществляется двумя способами: солнечной фотоэлектрической и солнечной. 

 с этой точки зрения окончательное решение энергетических проблем зависит только от солнечной энергии. 

 в том же году Чжао Шитао сравнил производство фотоэлектрической энергии на солнечной энергии с производством фотоэлектрической энергии на солнечной энергии в соответствии с решением энергетического кризиса и проблем, связанных с хранением тепла и энергии (Energy Outlook, 2010 No. 9).  затраты на производство солнечной фотоэлектрической энергии составляют соответственно 1 / 5 и 1 / 3.  его удельный вес в пересчете на тепловую и тепловую энергию составляет 0,36, а окончательная коммерческая стоимость электроэнергии - 0,9 юаней / град.  прямые затраты на электроэнергию углей составляют около 0,38 юаней / градуса, а косвенные затраты на борьбу с загрязнением около 0,4 юаней / градуса, всего около 0,78 юаней / градуса.  Конечно, это расчет на основе существующего коллектора тепловой потери, который явно не является идеальным.  Если принять единый энергосберегающий солнечный коллектор без потери тепла, теплопереноса и хранения тепла для достижения 100 - процентного теоретического предела световой тепловой эффективности, в то же время ожидается, что стоимость выработки электроэнергии будет ниже 0,38 юаней / градуса, чем угольная, ветряная и фотоэлектрическая энергия, что даст более выгодные цены и проложит путь к урегулированию энергетического кризиса.  в тепловой промышленности, как отопление, так и охлаждение и так далее, с модернизацией технологии теплонакопления и теплового транспорта, проблемы глобального хранения и транспортировки тепла могут быть решены. 

 солнечные фотоэлектрические генераторы должны быть как источником, так и источником тепла и должны быть предпочтительными для развития солнечной энергии. 

 в частности, солнечные коллекторы (коллекторы) без потери тепла изготавливаются из модифицированного или покрытого плазменным стеклом, который фактически является третьим поколением солнечных коллекторов.  этот новый материал стекло полностью избегает трех видов теплопотерь: конвекции, проводимости и излучения.  тепловые коллекторы первого поколения, конвекция тепла, теплопередача и потеря излучения сохраняются, поэтому тепловая эффективность является низкой.  После целенаправленного улучшения коллектора солнечной энергии второго поколения, без потери конвективности и проводимости, нельзя избежать потери радиации. 

 температура поверхности солнца составляет около 6000°C, а энергия света сосредоточена главным образом в видимой и ближней инфракрасной спектральной зоне (4000 - 24000).  для длины волны в этой области, модифицированное стекло является прозрачным, вполне проницаемым, световая энергия может успешно попасть в теплопоглощающую трубу, после поглощения становится теплой энергией, что позволяет нагревать водяную среду или рабочую массу в теплопоглощающей трубе.  а температура теплопоглощающих труб, для низкоконцевых водонагревателей, говорит, что только от тепла до нескольких десятков градусов Цельсия, для высококонцевой фотоэлектрической энергии до сотни градусов.  Это по - прежнему низко по сравнению с поверхностной температурой солнца, и энергия его теплового излучения сосредоточена в дальней инфракрасной области спектра (проявление тепловой энергии).  На самом деле, в дальнем инфракрасном диапазоне тепловых и световых волн, по сути, одно и то же, все электромагнитные волны.  когда дальние инфракрасные лучи соприкасаются с модифицированным стеклом, они отражаются, а не проникают.  Так что вернись обратно и подогревай теплоотвод.  так много раз туда и обратно, а также отсутствие потери теплопередачи и теплоконвекции, что позволяет оптимально использовать тепловую энергию без малейшей утечки, образуя тем самым коллектор третьего поколения без потери тепла. 

 Для удобства понимания, можно, например, термос, чтобы понять смысл.  основной элемент термоса - термос с теплоизоляцией, он может быть эффективным и теплоизоляционным, потому что имеет меньше потери тепла.  между двойным стеклянным пузырьком и пузырьком образовался вакуум, покрытый серебром.  в вакуумном режиме можно избежать теплоконвекции, а стекло само по себе является горячим и плохим проводником, а посеребренное стекло может отражать тепловую энергию внутреннего излучения сосуда.  как только серебристая мембрана падает, срок службы термоса заканчивается. 

 модифицированное стекло позволяет как нагревать солнечным светом, так и избегать тепловых потерь, видимая и близкая к инфракрасному излучению энергия проникает через стекло (свойства первоначального стекла), а дальние инфракрасные лучи только отражаются и не пропускаются (новые свойства измененного стекла).  Такие модифицированные стекла могут также быть изготовлены из энергосберегающих окон и теплиц в зданиях.  Поэтому коллектор солнечной энергии без потери тепла превращается в одностороннюю клапанную заслонку, в которой световая энергия не поступает и образуется накопитель энергии.  можно сказать, что время меняет энергию, и чем дольше она увеличивается.  Но серебристая мембрана не может быть использована на коллекторе тепла, потому что видимый свет и ближняя инфракрасная прецессия не приходят.  А коллектор из реорганизованного стекла помещает на солнце именно нагреватель, ав помещении - термос.  это само по себе новый энергосберегающий продукт.  естественно, так называемые потери тепла в макрофизическом масштабе, а не в количественном отношении, абсолютно без потери тепла.  как говорится, вакуум означает отсутствие газовых молекул, но ни одна молекула не является таковой.  На самом деле, там есть тысячи газовых молекул. 

 Теоретически, около 40 минут солнечной энергии, получаемой в результате солнечного облучения, будет достаточно для использования энергии всего человечества в течение одного года.  квт, а водо - и энергоснабжение - 540 млн.  Для сравнения, солнечная энергия в сотни - тысячи раз больше.  Общее количество солнечной радиации составляет 1,8 трлн. кВт, что соответствует примерно 0,5 кг стандартного угля на квадратный метр в день.  общий годовой объем около 5.86  ×  103MJ /, квадратных метров, равен 1,7 триллиона тонн стандартного угля, что в 600 раз больше, чем в нынешнем году, когда наша страна потребляет одноразовую энергию, что эквивалентно совокупному производству десятков тысяч работ на трех ущельях.  удельная энергия солнечной энергии в 10 раз выше, чем энергия ветра. 

 сравнение двух типов солнечной энергии 

 солнечная энергия делится на две категории: солнечную, фотоэлектрическую и солнечную. 

 по сравнению с солнечной фотоэлектрической энергией существует много уникальных преимуществ. 

 один стоит меньше.  стоимость солнечной фотоэлектрической энергии составляет около 20 000 долл. 

 Во - вторых, эффективность солнечной фотоэлектрической системы составляет от 12 до 19 процентов, а солнечной фотоэлектрической системы - от 13 до 15 процентов. 

 В - третьих, для производства солнечной фотоэлектрической энергии требуется значительное количество солнечных батарей.  солнечные батареи, в основном, имеют 3 типа монокристаллического кремния, поликристаллического кремния и аморфного кремния.  в процессе производства кремниевых материалов и батарей трудно избежать загрязнения, а солнечные фотоэлектрические генераторы избегают таких проблем. 

 В - четвертых, солнечная энергия, получаемая с помощью фотоэлектрической энергии, поступает в ТЭЦ и может образовываться в виде гибридных энергосистем с использованием ископаемых видов топлива. 

 В - пятых, такие генераторы, как котелы, паровые машины, генераторы, трансформаторы и т.д., которые используются для производства солнечной фотоэлектрической энергии, могут использовать ископаемые источники энергии для производства электроэнергии и могут легко формировать индустрию масштаба. 

 В - шестых, промежуточные подогреваемые рабочие одновременно играют определенную роль хранения энергии, чтобы смягчить неблагоприятные факторы изменения интенсивности солнечного излучения, а также котлы могут использовать другие источники энергии (уголь, нефть, газ) для сжигания тепла, чтобы преодолеть недостатки солнечной энергии не может работать непрерывно. 

 В - седьмых, их развитие может непосредственно основываться на опыте традиционных тепловых электростанций, повысить температуру рабочей силы, чтобы повысить эффективность теплообмена и увеличить мощность одной машины для повышения экономической эффективности. 


 В - восьмых, гелиоэнергетика технологии не только низкая стоимость, высокая эффективность, площадь небольшой, искусственные требования низкие, но и более экологически чистые. 


 стоимость солнечных фотоэлектрических установок составляет около 1600 юаней / кв (более 500kw установки);  для производства электроэнергии с использованием аморфного кремниевого фотовольта удельная стоимость производства составляет около 55 000 юаней / кв;  фотовольт с кремниевыми батареями, удельная стоимость производства составляет около 70 000 юаней / кВт. 

 десять лет назад стоимость солнечной фотоэлектрической энергии составляла 2 ~ 5 юаней / град.  стоимость солнечной энергии и энергии, вырабатываемой из угля, в основном равна примерно 0,9 ~ 1,1 юаней / градуса.  Разумеется, из - за масштабного применения фотоэлектрической энергии стоимость снижается.  Эта тенденция аналогична динамике фотоэлектрической энергии.  при использовании солнечных коллекторов без потери тепла и при хранении и транспортировке тепла на первоначальном этапе стоимость выработки электроэнергии может быть снижена до 0,38 юаней / град.  Теоретически, себестоимость снижается до 0,78 юаней / град. она имеет хорошую прикладную ценность.  Таким образом, использование солнечных коллекторов для производства электроэнергии без потери тепла открывает новые перспективы для смягчения энергетического кризиса. 

 академик академии инженерных наук Китая Чжан яонин считает, что солнечная фотоэлектрическая энергия является одним из экономических инструментов, которые могут привести к энергетической революции, к созданию мощной и альтернативной традиционной энергии, вполне вероятно, принесет революционное решение проблемы напряженной энергетики, будущие затраты на солнечную энергию, чтобы достичь цели 5 центов / град. 

 Однако с точки зрения промышленного развития фотоэлектрическая энергия имеет как преимущества, так и недостатки. 

 преимущества 1: фотоэлектрическая энергия является высококачественным чистым энергоносителем, после внедрения зрелых технологий хранения тепла можно обеспечить круглосуточное стабильное и устойчивое энергоснабжение, в отличие от нестабильных дефектов ветровой и фотоэлектрической энергии, более дружелюбным к электросети. 

 преимущества два: в цепи фотоэлектрической промышленности в основном не будет появляться фотоэлектрических панелей в процессе производства поликристаллического кремния и других высокозатратных энергии, таких как загрязнение, является действительно экологически чистым экологически чистым источником энергии. 

 преимущества три: высокая энергоемкость фотоэлектрической промышленности, сфера излучения ее промышленной цепи охватывает ряд ключевых отраслей национальной экономики, таких, как стекло, сталь, химия, машиностроение, особенно стекло и металлургия, которые в настоящее время имеют серьезные проблемы с избытком энергии в стране, рост занятости и экономический вклад в развитие фотоэлектрической промышленности значительно выше, чем в фотоэлектрической промышленности. 

 первый недостаток: высокие первоначальные инвестиции.  долл. США.  Поэтому наша страна нуждается в такой же поддержке фотоэлектрической энергии, как и в фотоэлектрической энергии, особенно в технологии коллекторов солнечной энергии без потери тепла. 

 недостаток второй: технологии недостаточно развиты.  баковый солнечный коллектор относительно длинный, что приводит к более высокой потере тепла.  Вместе с тем тепловая эффективность значительно повысится, если существующие коллекторы солнечной энергии, оказывающие тепловое воздействие, будут заменены солнечными коллекторами без потери тепла.  недостатки тоже превращаются в преимущества. 

 недостаток 3: жесткие климатические и географические ограничения.  фотоэлектрическая энергия пригодна только для районов с годовым объемом излучения в 2000 кВт.ч. ч / кв.м, только для северных районов китая. 

 космическая солнечная электростанция 
 наземные солнечные и теплоэлектростанции испытывают на себе воздействие погодных условий, что затрудняет работу в течение 24 часов.  А с освоением высотного пространства вне зависимости от сезонных, суточных и других погодных изменений, а также от высокой энергоемкости выведены космические солнечные электростанции. 

 где была построена космическая солнечная электростанция 

 по вопросу о том, где будет построена космическая солнечная электростанция, есть два мнения: с точки зрения технологии, затрат и эффективности.  одна из них - синхронная орбита, построенная примерно на 36 000 км над землей.  преимущество строительства здесь заключается в том, что близость к земле, передача электрической энергии, управление и обслуживание сайта очень удобно.  недостатком является то, что геостационарная орбита была разделена спутниками и космическими аппаратами, что ресурсы были весьма ограниченными и что не было достаточного пространства для строительства энергетических станций. 

 другой вариант заключается в том, чтобы построить солнечную электростанцию на лунной орбите на расстоянии более 300 000 км от земли.  преимущество состоит в том, что тень Земли меньше, чем Геосинхронная орбита, что повышает энергетическую эффективность и может способствовать созданию передовой базы луны.  недостаток также заключается в том, что по сравнению с геостационарной орбитой (ГСО) орбита луны гораздо дальше от земли, что ведет к существенному повышению сложности и стоимости строительства. 

 как решить эту проблему, остается только на будущее. 

 как работает космическая солнечная электростанция 

 как работает космическая солнечная электростанция?  В отличие от наземной солнечной энергии, использование солнечной панели для преобразования солнечной энергии в электрическую.  солнечные батареи с запасом энергии в основном являются двумя: полупроводниковыми и фотохимическими. 

 в частности, полупроводниковые солнечные батареи являются более совершенными, а кремниевые (монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, аморфный кремний) солнечные батареи, многокомпонентные солнечные батареи, органические полупроводниковые солнечные батареи, Нанокристаллические солнечные батареи и т.д.  Однако с учетом технических и стоимостных факторов выбор космических солнечных электростанций для органических полупроводниковых солнечных батарей с нанокристами.  их стоимость ниже 1 / 5 кремниевых солнечных батарей, и, что еще важнее, они лучше подходят для криогенной среды, срок службы которой также превышает 20 лет эксплуатации кремниевых солнечных батарей. 

 по сравнению с этим технология фотохимических солнечных батарей еще не полностью разработана. 

 Что касается самих космических солнечных электростанций, то, учитывая трудности, связанные с их строительством, техническим обслуживанием и контролем за их работой, можно предположить, что для них будет использоваться более 100 000 квт мини - электростанций.  Каждая маленькая базовая станция обладает самостоятельной мощностью для производства, хранения и передачи электроэнергии.  можно самостоятельно или совместно передавать электроэнергию. 

 как космическая солнечная электростанция может передавать электроэнергию 

 Очевидно, что электроэнергия, производимая космическими солнечными электростанциями, не может передаваться через железные башни и кабели.  Во - вторых, причина расстояний заключается в том, что технически невозможно достичь. 

 Таким образом, микроволновая и лазерная передача энергии на большие расстояния становится неизбежным выбором. 

 микроволновая электропередача осуществляется с помощью микроволновых преобразователей, которые преобразуют энергию в микроволновку, а затем передаются через эмиссионную станцию в пространственную или наземную приемную станцию.  приемная станция снова преобразует микроволновку через коммутатор в переменный ток рабочих частот.  преимущество микроволновых передач заключается в том, что нет или есть лишь незначительные потери энергии, которые могут быть вызваны из атмосферы только около 2%. 

 лазерная передача