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太阳能的应用
长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只
占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能
量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，
也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单，而
且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太
阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致"温室效应"和全球性气候变化，也
不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在
竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别
是在近10多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹
击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各
样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入
实用阶段。 1974年至1997年，美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低
了一个数量级：从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为，要使太
阳能电站与传统电站（主要是火电站）相比具有经济竞争力，还有一段同样长的
路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电
的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池，为一台150
千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8．3％面积（约8000平方千米）建成太阳
池，为600兆瓦的发电机组供热。今年6月，亚美尼亚无线电物理所的专家宣布，
已在该国山地开始建造其“个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使
用的涡轮机不是新的，而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机，装机
容量仅100千瓦，但发电成本仅0．5美分／千瓦小时，效率高达40％—50％。
俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的
太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等
设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建
一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究
机构提出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳能和
地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大下降，在北高加索地
区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暖。
对于淡水资源缺乏的国家来说，太阳池还有另一项不可多得的好处：据专家
测算，在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深1.2米的太阳池，可为10吉瓦（
1吉瓦=10^9瓦=10亿瓦,10吉瓦=10^9×10=10^10瓦=100亿瓦）的发电机组供热，并
可每年产淡水2立方千米。 由此看来，全人类梦寐以求的太阳能时代实际上
已近在眼前，包括到太空去收集太阳能，把它传输到地球，使之变为电力，以解
决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步，这已不是一个梦想。由美国国家
航空和航天局与国家能源部建造的世界上座太阳能发电站，最近将在太空组
装，不久将开始向地面供电。 在我国，经过多年的发展，国内在集热器（含
太阳能热水器）已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。目前河
北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模的多晶硅太阳能电池生产基
地，该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体，一期工程完成后可达到年
产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力，填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白，
并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析，国内
太阳能光伏发电系统由于起步较晚，尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后
于国际水平，整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段
。经粗略统计表明，国内目前仅建有5个（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约
有4.5兆瓦（注：1兆瓦（MW）为1000千瓦），工厂设施仍停留在已有引进的生产
线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生
产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达18.3％，比目
前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍，我国太阳能电池平均转换效
率不高，其主要原因是专用材料国产化程度低，如封装玻璃就完全依赖进口，低
铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求，科研成果还没有迅速及完全转
化为产业优势。
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