太阳能的利用及其在我国的实施路径

[摘要]太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，全世界正在大力开发和推广使用，我国政府颁布了一系列推广使用太阳能的政策并给予优厚的财政补贴。目前，在国内各省、区、市。正在如火如荼地开展太阳能利用的科研和实地应用。太阳能屋顶计划的实施正在展开。文章分析其存在的问题并提出解决办法。建设主管部门的主动引导和制定相应的措施。是成功利用太阳能的关键。

[关键词]利用太阳能；节能减排；实施路线

[作者简介]李永明，广西电力工业勘察被计研究院变电部工程师，广西南宁。530023

[中图分类号]TKS19

[文献标识码]A

[文章编号]1007-7723(2009)06-0065-0002

一、什么是太阳能

太阳能是太阳内部由“氢”聚变成“氦”的原子核反应产生的能量。太阳的核聚变可维持上百亿年，而地球尚可生存数十亿年，所以说利用太阳能的时间是无限的。太阳辐射到地球表面的太阳能量其功率为80万亿千瓦，每秒钟照射到地球上的能量，就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。本文主要探讨太阳能光电、光热转换问题。

人类利用太阳能已有三千多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，则只有三百年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师发明第一台利用太阳加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。三百年来，利用太阳能的研究和使用历经坎坷，主要原因是技术尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视与支持。

当前，能源主要依赖石油和煤炭，水力资源虽然得到广泛利用，但大型水电站的开发多数国家已近饱和，同时对环境的影响，还存在诸多需进一步探讨的课题。而得到广泛利用的石油，是有限资源，同时为少数国家所垄断，并成为制衡其他国家的手段，世界的耗油大国，如中、美、日的大型油轮，穿梭于中东的石油富国，存在许多潜在隐患。煤炭也是有限资源，同时还是世界空气的主要污染源，煤炭燃烧产生的大量二氧化碳危害地球的正常生存。煤炭、石油是不可再生能源，100年左右时间，资源将枯竭。为此，对于利用太阳能的研究，又成为重要的课题。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划。1974年日本公布了政府制定的“阳光计划”，投入了大量人力、物力和财力。

由于大量燃烧矿物能源如煤炭和石油，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，通过了《里约热内卢环境与发展宣言》。1996年联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》，还制定了一系列重要文件，进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动，广泛利用太阳能。

世界环发大会之后，我国政府对环境与发展十分重视。提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能等清洁能源”。制定了《中国21世纪议程》，进一步明确了太阳能重点发展项目。1995年国家计委、科委、经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》，对进一步推动太阳能利用，发挥了重要作用。

二、如何利用太阳能

(一)太阳能屋顶计划

中国为落实对世界承诺的节能减排目标，加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，近年，国家相关部委推出太阳能屋顶计划。这个计划是指利用太阳能通过硅晶转换成电能的光伏发电系统，解决用户的电力供应。

在德国已实现10万太阳能屋顶，德国电价每度电0.1欧元(约相当于人民币1元)，由电力公司回购太阳能发电的价格是0.5殴元／度，差价调动了居民的积极性。德国政府规定，太阳能电站在公共电网中每发1kW时电，由政府补贴0.574欧分。美国奥巴马政府提出了太阳能百万屋顶计划并提供600亿美元贷款担保。我国上海市推出了太阳能10万屋顶计划，杭州市计划5年内推广10万平方米阳光屋顶薄膜，利用太阳能发电，一期完成3000平方米的铺设任务。郑州市也推出了太阳能屋顶计划实施方案，首先在某医院和体育中心建设示范工程。

(二)太阳能屋顶计划的实施路径

1，大、中、小城市的政府规划管理部门和设计单位，制定光电建筑一体化的试点建筑方案，因国家相关部委制定的太阳能屋顶示范项目必须大于50kW，即需要至少400平方米的安装面积。所以，首先在公用建筑、学校、医院和写字楼选择示范点，并由中央财政给予补助。补助额度20元／瓦，估算可覆盖企业生产成本的30％～50％，扶持力度之大前所未有。目前，我国的太阳能发电造价大约为50元，瓦，国际上约3—4美分。随着技术的进一步成熟，将来成本可能降至1美元／瓦，约相当人民币6.8元。一套屋顶太阳能电池板的使用年限约为30—50年，运行期间无需维护，使用成本接近于零。据日本和欧美科学家预测，两年后，国际间光伏发电的成本可降至相当于人民币0.5元／度以下，可与火力发电成本基本持平。这个发展前景是相当诱人的。

2，在居民小区推广。以《上海市10万个太阳能屋顶计划》为例进行分析，上海10万个屋顶有望安装太阳能发电系统，约占上海现有2亿平方米平屋顶的1.5％(约300万平方米)，每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂，每年至少能发电4.3亿度。太阳能屋顶发电系统，每套发电3kW，每套造价约9万元，随着技术进一步成熟发展后，成本将大大降低。

3，在农村与偏远地区发展离网式发电，实施送电下乡。在城市和农村民居屋顶，不仅可安装光伏太阳能发电系统，也可使用最近刚推出的非晶硅薄膜发电幕墙系统，前景是相当喜人的。

4，太阳能发电系统的管理。要管好太阳能发电系统，供电部门是当仁不让、义不容辞的。尤其是国家电网，它们是掌控电力供应的主力，有雄厚的技术力量和丰富的管理经验。以上海为例，估算2005年上海全市用电量达到960亿kW／h。如果每1kW／h多收0.01元电费，每年可多收9.6亿元电费，可成为发展和推进太阳能发电的“阳光基金”。

5，拓宽投资渠道。业主投资，国家补贴，鼓励国企、民企投资。随着技术的日臻成熟，当太阳能发电的电价低于电网销售电价时，这对于业主和投资商就会产生吸引力。这个时间的到来，指日可待。

6，大力降低成本。当前，太阳能发电的成本居高不下的主要原因是，硅晶材料90％依赖进口。国内的大学、科研机构和企业，已投入大量人力和财力进行攻关，并有重大突破。根据欧、美的科研发展，预测很快将太阳能发电成本降至0.5元，度以下，已低于国内电网的电价。无疑对我们是一个极

大的利好。

(三)太阳能屋顶热水器

根据各地接受太阳能总辐射量的多少，全国可划为五类地区。

一类地区，日辐射量5.1—6.4kWh／m2，主要在西北地区。尤以西藏西部最为丰富，日辐射量6.4kWh/m2，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位。第二类地区有河北省西北部、山西省北部，日辐射量4.5—5.1kWh／m2。第三类地区有云南等省市，日辐射量3.8—4.5kWh／m2。属于四类地区的有广西、湖南、湖北、浙江等省区，日辐射量3.2—3.8kWh／m2。五类地区为川、贵两省，日辐射量2.5—3.2kWh／m2。我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh／m2以上，存在相当大的可利用价值。

1，使用太阳能热水器的现状。太阳能热水器，不少地区在使用，但成规模的使用尚不普遍。到过昆明市的人可以看到，有相当多的小区屋顶是布满太阳能热水器的，说明当地政府建设主管部门比较重视，也受到群众的欢迎。有谁不愿使用省电省钱的设施呢。太阳能热水器的生产技术，在我国已经达到一定的规模和高度，有的还处于国际领先水平。有联合国官员，在考查中国的清洁能源使用情况后说道：要找太阳能热水器，就要到中国。

2，存在的问题及解决办法。使用的现状是，民居建好后，谁使用谁安装，为安装就要穿墙打洞。一栋七层楼的民居，如果住在一层，要把水管接上接下，不仅损坏建筑的结构、外观，甚至在屋顶的安装位置，还会引发争议。

解决的办法，就是在建筑设计和施工时，把每户的上下水管预先埋好，屋顶热水器的位置按户编号预设，这不会增加多少成本，用户是可以接受的。当用户入住后，按用户的喜好，自购太阳能热水器。这是并不难的可行解决办法，但建设主管部门要积极作为，不过习惯势力却仍是最大的阻力。

三、结语

2009年3月23日，为贯彻实施《可再生能源法》，落实国务院节能减排的战略部署，加强政策扶持，加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用。中央财政部与住房和城乡建设部向各省、区财政厅和建设厅，发出了具体实施通知。

国家政策引领甚至强制规定，是推进和发展太阳能利用的重要举措。节能减排，利用太阳能，势在必行。要用科学发展观，去推动充分利用太阳能的阳光事业。