太阳能学习总结及体会

的出现主要是为了降低成本, 其优点是能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭,制造过程简单、省电、节约硅材料, 对材质要求也较低。弗劳恩霍夫研究所的太阳能系统在2005年前发表的最高的多晶硅转换效率为20.4%。在实规模化应用中,多为单晶硅产品,其效率在13%～16%左右。

太阳能取之不尽,但分布不均匀,随时间和空间变化差异较大,而且储存和传输难以实现。因此,将其转化为其他更方便利用的能源,已经成为当前研究太阳能利用的热点。氢能被认为是清洁的二次能源,并被视为未来最有希望替代传统的化石能源的新能源之一,且没有上述直接应用太阳能所存在的缺点。因此,太阳能制氢技术可以说具有很好的市场前景。

太阳能制氢主要有以下多种方法。

(1)太阳能电解水制氢 太阳能电解水制氢是一种目前较为成熟的制氢方法，转化效率可以达到70% ～75%。但是，电解水过程中耗电量较大，成本也就较高。

(2)太阳能光化学制氢 通过在水中添加某种光敏物质作催化剂，用它帮助水吸收阳光中的长波光能，从而达到连续高效利用太阳能制氢的目的。该技术已较为成熟，但效率仅为4%～5%。

(3)太阳能光电化学池分解水制氢 光电化学池是利用半导体材料作为光阳极，受光激发产生电子,铂合金作为阴极，光阳极和阴极组成光电化学池。这个过程只能吸收太阳光中的紫外光，所以制氢效率很低，仅为0.4%，而且还存在光电极电化学腐蚀的问题。

(4)生物制氢 许多藻类能利用太阳光和水作原料，在厌氧条件下，利用氢作为电子供体用于释放氢气。但是目前由于对藻类放氢机理还不够了解，太阳能转化效率较低。

(5)太阳能热解水制氢 这种方法是将水或水蒸气加热到2500℃以上，使水分解成为氢气和氧气，其制氢效率较高。但是由于氢氧两种气体一起产生，要想将这两者彻底分离十分困难，而且存在爆炸的危险。此外还需要使用高倍聚光器才能获得反应所需要的高温，而这类聚光器的价格较高，所以制氢的成本自然也就高。

(6)太阳能热化学反应循环制氢 热化学循环制氢方法，即在水中加入一

种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。 二、太阳能利用

用太阳能加热低于100 ℃低温热水的太阳热水系统，是当前太阳能热利用中技术最成熟、最具竞争力、产业化发展最快的领域，我国太阳热水器的使用量和年产量均居世界第一。我国由于太阳热水器的使用，一年即可节约原煤832 万t，减排二氧化碳374万t ,减排二氧化硫17万t，减排粉尘12万t， 如果按每年15%左右的增长速度计，到2010年我国太阳热水器的年销售量将达到2000万㎡ 保有量将从目前的5200 万㎡上升到约1.4亿㎡ 可节约420560亿kW高峰电力。

太阳能房在我国东北和西北地区应用较早，目前已达1050万㎡ 每年节约25 万tce 。太阳能低温地板采暖所需温度为30℃—40℃，适用于6层以下的板楼住宅、办公楼、学校和别墅。对于广大郊区农村冬季采暖，夏季降温非常实用，在农村推广其经济效益会更加理想。

太阳能干燥技术成熟，干燥温度在0℃—65℃ 之间，用于干燥中草药，农副产品，水产品及工业品时与自然干燥相比，缩短时间2.5 —6倍，提高了干燥质量和营养成份，干燥1t红枣和农副产品可省煤lt。

太阳灶可节省常规能源、减少环境污染、提高和改善农、牧民的生活水平。我国大部份地区太阳灶年利用天数为150—200天左右，年节约柴草约1000kg/台，l—2年即可回收成本。 二、太阳能贮热

太阳能虽然取之不竭，用之不尽，但是地面上接受到的太阳能，受气候、昼夜、季节的影响，具有间断性和不稳定性，所以，太阳能如何贮存十分必要，尤其对于大规模利用太阳能更为必要。目前，太阳能贮热有以下：

1、显热贮存。利用材料的显热贮能是最简单的贮能方法。在实际应用中，水、沙、石子、土壤等都可作为贮能材料，其中水的比热容最大，应用较多。七八十年代曾有利用水和土壤进行跨季节贮存太阳能的报道。但材料显热较小，贮能量受到一定限制。

2、潜热贮存。利用材料在相变时放出和吸入的潜热贮能，其贮能量大，且

在温度不变情况下放热。在太阳能低温贮存中常用含结晶水的盐类贮能，如10水硫酸钠／水氯化钙、12水磷酸氢钠等。但在使用中要解决过冷和分层问题，以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温贮存温度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。适宜于中温贮存的材料有：高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温贮存温度一般在500℃以上，目前正在试验的材料有：金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温贮存，可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。 3、化学贮热。利用化学反应贮热，贮热量大，体积小，重量轻，化学反应产物可分离贮存，需要时才发生放热反应，贮存时间长。 真正能用于贮热的化学反应必须满足以下条件：反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应热大，反应物价格低等，目前已筛选出一些化学吸热反应能基本满足上述条件，如Ca(OH)2的热分解反应，利用上述吸热反应贮存热能，用热时则通过放热反应释放热能。但是，Ca（OH)2在大气压脱水反应温度高于500℃，利用太阳能在这一温度下实现脱水十分困难，加入催化剂可降低反应温度，但仍相当高。所以，对化学反应贮存热能尚需进行深入研究，一时难以实用。其它可用于贮热的化学反应还有金属氢化物的热分解反应、硫酸氢铵循环反应等。

4、塑晶贮热。1984年，美国在市场上推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名为新戊二醇（NPG），它和液晶相似，有晶体的三维周期性，但力学性质象塑料。它能在恒定温度下贮热和放热，但不是依靠固一液相变贮热，而是通过塑晶分子构型发生固-固相变贮热。塑晶在恒温44℃时，白天吸收太阳能而贮存热能，晚上则放出白天贮存的热能。 美国对NPG的贮热性能和应用进行了广泛的研究，将塑晶熔化到玻璃和有机纤维墙板中可用于贮热，将调整配比后的塑晶加入玻璃和纤维制成的墙板中，能制冷降温。我国对塑晶也开展了一些实验研究，但尚未实际应用。

5、太阳池贮热。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池，可用于采集和贮存太阳能。由于它简单、造价低和宜于大规模使用，引起人们的重视。60年代以后，许多国家对太阳池开展了研究，以色列还建成三座太阳池发电站。70年代以后，我国对太阳池也开展了研究，初步得到一些应用。

我国大部分地区位于北纬45。以南，具有丰富的太阳能资源，据估算，我国

年太阳辐射能量为3340—8400MJ/m2 ，全国陆地表面积接受的太阳能辐射总能量相当于17000亿tce。故开发太阳能利用是实现中国可持续发展战略的有效措施之一。据有关部门对2050年各种一次能源，在世界能源构成中所占的比例预测结果显示，其构成为：石油0，天然气13%，煤20%，核能10%，水电5%，太阳能（含风能、生物质能）50%，其它2%，以太阳能为代表的新能源与可再生能源将在可持续发展中发挥重要作用。所以，积极地发展太阳能利用技术是首要任务。