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1、太阳能及其次生可再生资源的高效利用,2,内容介绍,太阳能简介,太阳能热水器,太阳发展方向与前景,太阳能发展政策建议,3,太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。中材联建太阳能发电系统地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源,太阳能的简介,4,太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能
2、量，太阳能是人类能源的宝库,5,太阳能的利用,太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。间接利用太阳能：化石能源（光能-化学能）生物质能（光能-化学能）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能-内能）太阳能电池：（光能-电能）一般应用在人造卫星、宇宙飞船、打火机、手表等方面。,6,地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/，相当于有102000TW 的能量。人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太
3、阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制,7,太阳能优点,普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不
4、竭的,8,太阳能缺点,（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不
5、稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。,9,就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳
6、能发电、太阳能无线监控等方式我国太阳能利用仍处于初级阶段 主要应用领域为公众日常生活用能和电力系统供电困难的偏远地区的日常用电我国十五提出并实施了鼓励太阳能利用的光 明 工 程 工程在太阳能资源丰富其它资源匮乏的偏远地区建设发展了太阳灶和太阳能发电设施有效解决了西藏 新疆甘肃等省区的生活用电问题,10,我国是世界第一大太阳能热水器使用国,近几年国家为解决无电地区基本用电问题实施了光明工程,通过中央国债资金、地方政府补助的方式,累计投入50亿元,安装太阳能光伏电池6.5万kW,解决了700多个乡镇、约300万偏远地区人口基本用电问题。今后这一工程还将继续进行下去。预计到2020年,太阳能热水器总
7、集热面积达到3亿m3，年替代化石能源约4000万t 标准煤;今后国家每年还将投入10亿元以上继续在农村推广沼气利用,规划到2020年沼气年利用量达到240亿m3，积极发展以能源作物为主要原料的生物质液体液料,到2020年达到年替代石油1000万t 的能力,到2020年时。,11,我国可再生能源利用现以年均超过25%的速度发展。我国水电装机容量已达1.08亿kW,占全国装机容量的四分之一;太阳能热水器集热面积6500万m2;沼气年利用量50亿m3,改善了近1400万农户的生活用能条件。,12,我国太阳能利用的现实情况,我国的太阳能热利用产业，无论在规模、数量、市场化方面，还是在核心技术、民族品牌
8、方面，都处于世界领先水平。目前我国太阳能的利用主要分为两个方面：（1）利用光伏效应，将太阳光的辐射能转变为电能。太阳电池就是这种性能的半导体器件，它可以将太阳光的辐射能直接转变为电能，应用非常方便，在全世界受到广泛重视。受国际大环境的影响和国际国内市场的拉动，我国光伏发电方面进展迅速，全国光伏电池及组装厂已有10多家，制造能力达10万千瓦以上。目前，我国太阳能光伏发电主要用于解决偏远地区居民的用电问题。除偏远地区和特殊领域（通讯、导航和交通）供电项目外，我国也开始着手进行屋顶并网光伏电示范项目。此外，我国西部大部分地区能源极其匾乏，多年来努力推进太阳能利用，有计划、有步骤地更替油电。能源瓶颈已
9、成为西藏经济发展和社会进步的桎梏，是贫困落后的根源，勿庸置疑，利用太阳能光伏发电是解决这一问题的有效途径。,13,（2）利用光热效应，把太阳光辐射能转换为热能。我国太阳能热能利用技术发展较为成熟，已形成较完整的产业体系，太阳能光热产业的核心技术遥遥领先于世界水平，其自主知识产权率达到95%以上。截至2006年，全国太阳能热水器累积使用已达9000万m，占世界总量的76%。到2008年，我国太阳能热水器总集热面积运行保有量为1.35亿平方米，年生产能力超过2500万平方米，同比增长10%，使用量和年产量均占世界总量的一半以上。太阳能热水器的推广已基本实现了商业化，形成原材料加工、产品开发制造、工
10、程设计和营销服务的产业体系，带动了玻璃、金属、保温材料和真空设备等相关行业的发展，成为了一个产业规模迅速扩大的新兴产业。,14,2000年底的调查数据显示全国太阳能热水器有2600*104m，位 居 世 界 第 一，至 2004年 我 国太阳能热水器年销售量达到 1500*104m，总 量 达 到 销 售4500*104m，收入达150 亿人民币 另外太阳能应用取得新的进展 其中和建筑一体化技术的发展逐步降低了空调取暖等项目的成本,我国太阳能热水器,15,济南地区太阳能的高效利用,16,1.本实用新型为一种内胆能够满足刚度和强度要求、节省材料、重量轻、成本低、热水量大的太阳能热水器。它包括水箱
11、外壳、在水箱外壳内的内胆。内胆为两个或两个以上，所有的内胆相连通，在内胆上设置有进水口、出水口。它还包括伸入到至少一个内胆内的电加热器，电加热器设置在具有出水口的内胆上。在设置电加热器的内胆设置有水温传感器，水温传感器的输出接智能控制器的输入。在连接进水口的进水管路上串联有电磁阀；在连接出水口的出水管路上串联有增泵、水流开关，水流开关的输出接智能控制器的输入，智能控制器的输出接增压泵、电加热器电磁阀。智能控制器能够保证在节省电能的同时，又能最大限度地满足用户的各种不同需求，并实现出水自动增压。,17,18,2.本实用新型为一种用于加热房屋室内空气的制热装置，以解决使用空调制热造成电能浪费的问题
12、。它包括冷气箱、冷气管、太阳能集热装置、集热箱体、集热介质、热风管、热风箱和空气管道。冷气箱和热风箱设置在房屋室内，集热箱体设置在房屋室外，集热介质设置在集热箱体中，空气管道设置在集热介质中。太阳能集热装置设置在集热箱体外，用于将太阳能转换为热能并加热集热介质；空气管道两端分别连接冷气管和热风管一端，冷气管另一端穿过房屋墙壁与冷气箱相连，热风管另一端穿过房屋墙壁与热风箱相连。它还包控制器、通信接口和远程控制装置。控制器用于监测室内空气温度，并通过通信接口向远程监控装置发送室内空气温度监测结果，以及接收远程监控装置在室内空气温度低于第一温度值时返回的启动风机指令，并根据该启动风机指令启动风机；或
13、者在室内空气温度超过第二温度值时返回的关闭风机指令，并根据该关闭风机指令关闭风机，第一温度值小于第二温度值。,19,20,1.加强太阳能开发利用的立法保障 我国出台的中华人民共和国可再生能源法 实 施 后出现了实 际操 作 性 不 强 等 问 题 该法很多条款只列出了法律的基本原则 没 有 明确具体的实施的条件 因此应及时出台与 可再生能源法相配套的实施细则作出相应的规划 保证其实 施 效 果 适时制定相关配套政策形成完善的政策体系 建 立 目 标 机 制 定 价 机 制 交易机制等运行机，制保证政策实施的有效性,太阳能发展的政策建议,21,2.太阳能开发利用的财政政策,为减少太阳能电力生产企
14、业的财税负担 可 以 采 用 产 品 抵 税 政策 即太阳能生产供应商以供应太阳能电力产品的形式向政府缴税来抵扣其应该向政府缴纳的税款 另 外政府也可以用税收优惠政策吸引消费者消费太阳能电力等可再生能源 例 如政府给予消费太阳能电力的企业和个人一定的税收减免逐渐培养消费者使用可再生能源的习惯相应的可以对资源消耗大 环境污染严重的企业征收重税促使企业转向清洁能源的利用,22,3.太阳能开发利用的产业政策,随着世界各国对发展低碳经济的关注不断加强 能源供应问题日益严峻环境污染问题迫在眉睫 优 化 能 源 结 构 减少非清洁能源的使用成为各国能源发展的主要目标我国应大力推进可再生能源的开发利用加大太
15、阳能利用的资金投入和技术支持 由于我国太阳能资源分布不均所以应针对不同区域的具体情况制定详细的符合实际情况的太阳能产业发展计划 提高太阳能产业的利用效率和规模,23,4.太阳能开发利用的价格政策,价格政策是调节市场的一种重要的政策工具 由于太阳能发电的成本远远高于传统煤电发电的成本 市 场 竞 争 力 差 因而世界上很多国家采取价格政策 实行太阳能电 力 优 惠 政 策 目前我国太阳能发电规模小价格昂贵政府应加大资金补贴力度实施太阳能电价优惠措施降低太阳能电力的入网价格 促进太阳能发电产业的发展,24,5.加大太阳能发电技术研发力度,尽管我国在太阳能利用方面取得了部分成果 但仍落后于先进的发达
16、国家太阳能利用水平,25,我国太阳能利用产业所遇到的瓶颈（1）我国太阳能产业“命悬”外需。太阳能产业在我国正式起步只有10多年的时间，目前在设备、工艺、技术和人才等方面都需要消化和吸收，多数核心技术和原材料几乎完全依赖进口。整个产业链中，原料、技术和设备已经被国外垄断，国内企业能做的只有终端设备的研发和生产。而且中国的市场难以消中国太阳能企业的庞大产能，所以中国的太阳能产业正越来越依赖于外需，这无疑严重制约了我国太阳能产业的健康发展,太阳能发展分析与前景,26,（2）政策扶持瓶颈。尽管我国的可再生能源法早已在2006年1月1日正式生效。法令明确提出，“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能光伏发电
17、系统等太阳能利用系统”，也已原则性地规定了“国家财政设立可再生能源发展专项资金”、“金融机构可以提供有财政贴息的优惠贷款”等鼓励政策，但相应的具有可操作性的措施，如上网电价法迟迟不能出台，以至于各地提出的太阳能光伏发电计划大多为示范项目，离市场化的大规模推广还很遥远,27,（3）成本仍然太高。成本过高已成为限制国内太阳能发电应用的主要问题。目前太阳能发电每度成本约3.5元，与生物质发电沼气发电）、风电、水电以及传统煤电相比确实昂贵，制约了中国太阳能发电市场增长。目前太阳能光伏电池以及原材料多晶硅的生产，都属于高污染、高能耗行业，对国内环境造成巨大污染，这不免让中国光伏产业陷入尴尬的境地。但在国
18、内使用清洁能源，价格又颇高，以致太阳能发电至今仍不能并入电网,28,1.我国太阳能资源丰富,中国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源和良好的开发基础。我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为501015MJ，全国各地太阳辐射总量为33508370MJ/cm，中值为5860MJ/cm。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。,我国太阳能发展的原因,29,2、政府政策支持,国际能源组织对太阳能产
19、业的发展前景进行预测，认为2010-2020年间太阳能光伏发电发展速度复合增长率达到35%，预计2020年太阳能光伏发电量将达到280TWh以上，占当年总发电量的1%，2040年占总发电量的20%，未来太阳能产业的发展前景光明.2009年我国推出了太阳能屋顶计划和金太阳示范工程，对国内光伏电站投资提供补贴。太阳能屋顶计划是对太阳能建筑进行补贴，标准为20元/Wp。,30,3、我国太阳能利用产业根基稳固、实力雄厚,近几年，在国家倡导建设节约型社会、倡导节能减排的大环境下，随着技术不断升级，我国的太阳能产业获得了快速发展，才真正地作为一个崭新的行业展示在公众面前。太阳能产业是我国为数不多的拥有自主知识产权的产业，近年来国际市场拓展逐步加快，社会的关注度与公众的认知度逐步提高，基本形成了比较完善的产业体系。,31,参考文献,我国太阳能利用的现状问题与对策 于晓燕 崔爱红青岛大学 山东 青岛 科技信息 2011年第三期,济南地区太阳能热水器的有效利用 董旭光 王栋成 济南 兰州大学大气科学学院 山东省气候中心 未来15年将大力发展可再生能源 广西电力建设科技信息 2006年第1期(总114期),论我国太阳能利用现状及产业发展前景 邹梦妮 长江大学管理学院，湖北荆州434023、专利信息太阳能利用 朱春 信息视角,谢谢,
