太阳能利用与前景分析.doc

毕 业 论 文（设计）

题 目 太 阳 能 利 用 与 前 景 分 析

姓 名 李明
所在学院 职业与成人教育学院
专业班级 08电子信息工程
学 号 08908207169
指导教师 陈义万
日 期 2009年 6月 1日

太阳能利用与前景分析
摘 要：太阳能作为一种能源，具有其独具的特点：普遍性、无害性、长久性、和巨大性。在全球发展低碳、绿色经济的时代背景下，具有无污染、可持续、能源总量大等优点的太阳能必然登上世界能源舞台。
关键词：太阳能能源，绿色经济时代背景，普遍性，无害性，长久性，巨大性
Abstract: the solar energy as the one kind of energy, has its unique features: universality, harmless, Longlasting, and huge. Global development in low carbon、 green economic background, has no pollution, sustainable, The total energy of the advantages of large solar energy on the world stage must.
Keywords: solar energy green economy era background universality harmless Longlasting huge

目 录
太阳能利用与前景分析 2
目 录 3
第一章 绪 论 4
1.1新能源和可再生能源的含义、特点、种类及意义 4
1.2世界新能源发展总体状况 5
1.3中国新能源的分布及发展状况 5
1.4新能源产业发展存在的问题及对策 6
1.5新能源产业投资及前景分析 7
第二章 太阳能利用的相关概述 8
2.1太阳能介绍 8
2.2太阳能的利用及技术类型 9
第三章 太阳能利用状况分析 10
3.1国际太阳能利用的总体情况 10
3.2世界各国的太阳能开发应用 11
3.3中国太阳能利用存在的问题及对策 14
第四章 太阳能发电 15
4.1太阳能发电的相关概述 15
4.2全球太阳能发电发展概况 15
4.3中国太阳能发电发展分析 16
4.4中国光伏发电产业存在的问题及发展对策 17
4.5 太阳能发电的发展前景 20
第五章 太阳能热水器 21
5.1中国太阳能热水器行业的发展 22
5.2太阳能热水器市场的竞争格局 23
5.3太阳能热水器行业面临的问题 24
5.4太阳能热水器产业发展对策 25
5.5太阳能热水器的发展前景展望 27
第六章 太阳能空调 29
6.1太阳能空调的介绍 29
6.2太阳能空调的研究发展方向 30
6.3太阳能空调制冷的方式 31
6.4太阳能空调产品及技术研发动态 32
第七章 太阳能利用发展前景 33
7.1世界太阳能利用的前景 33
7.2中国太阳能利用的发展前景 34
第八章 总结与展望 35
致 谢 35
参考文献 36

第一章 绪 论
1.1 新能源和可再生能源的含义、特点、种类及意义
（1）新能源和可再生能源的基本含义
1981年联合国于肯利亚首都内罗毕召开的新能源和可再生能源会议提出的新能和可再生能源的基本含义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源；它不同于常规化石能源，可以持续发展，几乎是用之不竭，对环境无多大损害，有利于生态良心循环;重点是开发利用太阳能、风能、生物质能、 海洋能、地热能和氢能等。
（2）新能源和可再生能源的主要特点
新能源和可再生能源共同的特点，主要有：
①能量密度较低并且高度分散;
②资源丰富，可以再生；
③清洁干净，使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放；
④太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性；
⑤开发利用的技术难度大。
（3）新能源和可再生能源的种类
联合国开发计划署（UNDP）分为三类：
①大中型水电；
②新可再生能源。包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能和海洋能等；
③传统生物质能。
（4）开发利用新能源和可再生能源的意义
不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球的生态环境的高度来审视，还是从为世界约20亿无电人口和特殊用途解决现实的能源供应出发，开发利用新能源和可再生能源都具有重大战略意义。
① 新能源和可再生能源是人类社会未来能源的基石，是大量燃用的化石能源的 替代能源。
② 新能源和可再生能源清洁干净，只有很少的污染物排放，是与人类赖以生存的地球的生态环境相协调的清洁能源。
③ 新能源和可再生能源是不发达国家约20亿无电人口和特殊用途解决供电、用能问题的现实能源
1.2 世界新能源发展总体状况
常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。近年来，国际光伏发电迅猛发展。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4% ；1997年美国和欧洲相继宣布“百万屋顶光伏计划”, 美国计划到2010年安装1000—3000MW 太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴“屋顶光伏计划”的经费高达9200万美元，安装目标是7600MW。印度计划1998—2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW.国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。到目前为止，世界太阳电池年销售量已超过60兆瓦，电池转换效率提高到15%以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电；在太阳能热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。
1.3 中国新能源的分布及发展状况
煤炭巨量消费已成为我国大气污染的主要来源。我国具有丰富的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋 能等新能源和可再生能源资源，开发利用前景广阔。太阳能光伏发电应用始于70年代，真正快速发展是在80年代。在1983年—1987年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984 年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦，目前太阳电池主要应用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏僻无电地区，年销售约1.1兆瓦，成效显著。
（1） 建成了40多座县、乡级小型光伏电站，光伏电池总装机容量约600kw,其中西藏最多，达450多kw；1998年10月建成我国最大的西藏那曲安多县光伏电站的光伏电池装机容量高达100kw。
（2） 家用光伏电源在青海、内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、西藏以及辽宁、吉林、河北、海南、四川等地广泛应用。据不安全统计，至今全国已累计推广家用光伏电源约15万台，光伏电池总功率约达2.9MW.
（3）在22所农村学校建立了光伏电站，光伏电池组件的总装机容量为57kw.
（4）1998年中国通信史上建成难度最大的兰一西一拉光缆干线工程，有26个光缆通信站采用光伏电池作电源，其海拔高度多在4500m以上，光伏电池组件的总功率达100kw。
（5）1996年建成了塔中4-轮海输油气管道阴极保护先伏电源系统，总功率为40kw。该系统横贯环境恶劣复杂的塔克拉玛干大沙漠，总长达300km
1.4 新能源产业发展存在的问题及对策
从现实与理想的差距来看，世界新能源和节能产业发展存在着质和量两方面的问题。在数量上，新能源产品的质量参差不齐、总体水平有待提高，并且质量标准与认证体系、相关的技术服务体系等尚不健全，突出地反映了新能源发展中的技术滞后现象。
在全球范围内，新能源开发利用以及节能技术、节能产品和服务已经成为各国能源战略的重点。目前，我国在新能源开发利用方面，太阳能、风能和氢能的利用得到较快的发展，逐步形成了较为完整的产业。但产业的发展与政策的制度保障方面存在一定的差距，相关的政策相对滞后。因此，借鉴国外的政策经验，从国家战略的高度不断完善我国的新能源和节能政策应该是当务之急。结合前述对国外新能源和节能政策的分析，至少可以得出的对策：
（1） 在强调市场力量的前提下，必须重视新能源和节能政策的制定、修订和实施。
（2） 在新能源和节能政策制订的具体操作中，要发挥后发优势，使得政策对新能源和节能产业的制度保障具有前瞻性、综合性和战略性。
（3） 建立完善的新能源和节能政策体系。国外完整的新能源和节能政策体系，确保了政策的制订和有效实施，极大地促进了新能源和节能产业的发展。我国制订了《1996~2010年新能源和可再生能源发展纲要》等战略规划，2005年制订了《可再生能源法》，但要使得这些战略和法规得以有效地实施，必须进一步促进新能源和节能产业管理体系的发展。
1.5 新能源产业投资及前景分析
世界可再生能源的资源潜力巨大，但由于成本和技术因素的限制，使得其利用率还很低。水能、生物质能的应用技术相对成熟；风能、地热能、太阳能得益于政策的支持，近年来发展比较迅速；对海洋能（包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能等）的利用尚处于研发和验证阶段，巨大规模商业化应用还有一段距离。
当今世界各国都在为获取充足的能源而拼搏，并对解决能源问题的决策给予了极大重视，其中可再生能源的开发与利用尤其引人注目。新技术的发展，使得风能、生物质能以及太阳能等可再生能源得到快速开发和利用。随着化石能源的日趋枯竭，可再生能源终将成为其替代品。在国际油价持续上涨的背景下，风能、太阳能、生物质能等新能源有望成为全球发展最迅速的行业之一，中国的新能源产业也正孕育着更多的投资机会。
我国新能源与可再生能源资源丰富，可开发利用的风能资源约2.53亿kw；地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤；太阳能、生物质能、海洋能等储量更是处于世界领先地位。在国际石油市场不断强势震荡，国内石油、煤炭、电力资源供应日趋紧张的形势下。开发利用绿色环保的可再生能源和其他新能源，已经成为中国能源发展的当务之急。中国国家能源领导小组描绘了可再生能源的诱人前景：到2010年，中国可再生能源在能源结构中的比例提高到10%;到2020年，，将达到16%左右。中国已出台《可再生能源法》，“十一五”规划中也明确提出要加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生新能源。在《中华人民共和国可再生能源法》（简称《可再生能源》）及《可再生能源中长期发展规划》等推动下，中国可再生能源已步入快速发阶段。截至2007年底，可再生能源占中国一次能源供应的8.5%，电力供应的16%；2008年，可再生能源利用量约为2.5亿t标准煤，约占一次能源消费总量的9%，距离2010年可再生能源在能源消费结构中的比重占10%的目标仅有一步之遥。到2010年，可再生能源站一次能源供应和占电力供应的比例将分别达到15%和21%。
第二章 太阳能利用的相关概述
2.1 太阳能介绍

太阳能停车收费机
［1］
［］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。
　　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。
　　与原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。
　　全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000万吨煤。太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。
　　太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。太阳能的利用
　　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。
2.2 太阳能的利用及技术类型
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。如今太阳能的利用及技术类型主要分为一下几种：
（1） 光热转换，光热转换即靠各种集热器把太阳能收集起来，用收集到的热能为人类服务。早期最广泛的太阳能应用是将水加热，现今全世界已有数百万个太阳能热水装置。太阳能热水系统主要包括收集器、储存装置及循环管路三部分。利用太阳能作冬天采暖之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若要节省化石能源的消耗，可设法利用太阳能。大多数太阳能暖房使用热水系统，也有使用热空气系统的例子。太阳能暖房系统由太阳能收集器、热存储装置、辅助能源系统及室内暖房风扇系统组成。太阳辐射热经过收集器内的工作流体储存，然后向房间供热。目前，美国已兴建100多万个主动式太阳能采暖系统和超过25万个依靠冷热空气自然流动的被动式太阳能住宅。
（2）光电转换，光电转换即将太阳能转换成电能。目前，太阳能用于发电的途径有二：一是热发电，就是先用聚热器把太阳能变成热能，再通过汽轮机将热能转变为电能；二是光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为电能,太阳能电池的主要原理是：通过使用半导体材料，将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流，可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。目前，太阳能电池的成本还较高，要达到足够的功率，需要相当大的面积放置电池。1953年，美国贝尔实验室研制出世界上第一个硅太阳能电池，转换效率为0.5％，1994年太阳能电池的转换效率已提高到17％。
（3）光化转换，光化转换即先将太阳能转换成化学能，再转换为电能等其他能量。我们知道，植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍，若能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电。目前，太阳能光化转换正在积极探索、研究中。

第三章 太阳能利用状况分析
3.1 国际太阳能利用的总体情况
太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用 的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源 带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。当前， 太阳能开发利用技术及其推广应用突飞猛进，1997年，全球太阳能电池的销售量增加了40% ，成为全球发展最快的能源。太阳能热水器已形成行业，正以其优良的性能价格比不断地 冲击燃气、电热水器市场；太阳能热电站也已商业化，是大型太阳能电站的希望所在；光电 技术发展更快，表现在光电转换效率的不断提高和光电池制造成本的不断下降以及各种新型 太阳能电池的问世。各国对太阳能的开发利用给予了极大关注，突出表现在各国政府推出的 光伏计划，如德国的“千顶计划”，日本的“朝日七年计划”以及美国的“百万屋顶计划” 等。以色列在其房屋太阳能热水器安装率达80%的情况下，更是明文规定，凡新建房屋必须 配置太阳能热水器。
在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保 严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在 常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温 室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源 的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步 ，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得 到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。
世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪， 太阳能的世纪。据权威专家估计，如果实施强化可再生能源的发展战略，到下世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中， 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论，下一世纪的主要能源是太阳能；日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能。正如世界观察研 究所的一期报告所指出：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%，已成为全球发展最快的能源。
3.2　世界各国的太阳能开发应用
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“第一个小型实验样板”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吉瓦的发电机组供热，并可每年产淡水2立方千米。
在欧美一些先进国家，目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”，这是一种将太阳能转换硅片密封在（尤如夹层玻璃）双层钢化玻璃中，安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮，极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。
在发展中国家，各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年，政府已批出了首个太阳能计划，在澳洲政府“海外援助计划”的协助下，在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划，整个计划耗资4800万美元，是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期，受惠的除了民居外，还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心，及35间诊所。
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第一座太阳能发电站，最近将在太空组装，不久将开始向地面供电。
在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，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。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大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。
目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持，国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统，至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上，可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司，合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品，并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。
河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿（Piikington）太阳能国际有限公司在中国独家总代理，现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料，如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液（封装介质）等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物，现已竣工投入应用，其运行使用效果良好，已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。
太阳能集热管是清华大学的一项专利技术，经清华阳光公司的产业化生产，目前其年产量为世界第一，其产品性能为世界领先，清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置，用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产，目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂，每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管，预计这个项目的经营额再过3年将达到10亿元。
2008年的奥运会，北京成为我国在太阳能应用方面的最大展示窗口，“新奥运”充分体现了“环保奥运、节能奥运”的新概念，计划奥运会场馆周围80％至90％的路灯都利用太阳能光伏发电技术；采用全玻璃真空太阳能集热技术，供应奥运会90％的洗浴热水。届时在整个奥运会期间，我们将看到太阳能路灯、太阳能电话，太阳能手机、太阳能无冲洗卫生间等等以一系列太阳能技术的应用。我们的生活将充满阳光
3.3 中国太阳能利用存在的问题及对策
与国际太阳能开发技术与推广状况相比，我国太阳能开发利用及其推广应用有其成功和可喜 之处，但也存在很多问题和不足，相比之下，在太阳能科学研究方面，我国科学家将会很快 赶上甚至超过世界先进水平，但在太阳能产业发展方面，要缩短与世界先进水平的差距，将 会困难重重，需要较长的时间。因此，如何发展我国太阳能产业，引起更多人士的思考并得出了相应的对策。
（1） 重视太阳能开发利用，迎接太阳能经济时代。
（2） 加大投资力度，实施强化的光电发展战略。
（3） 加大政策优惠程度，扶植太阳能热水器等行业。
（4） 发挥资源优势，转化产业优势

第四章 太阳能发电
4.1 太阳能发电的相关概述
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池发电 即是通过太阳能电池又叫光伏电池（是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体，可产生强大的内部电场），为了保护这些光伏电池不受环境影响，需要把它们连接起来并封装在组件中，当光线进入晶体时，由光产生的电子被这些电场分离，在太阳能电池的顶面和底面之间产生电动势。这时，如果用电路连通，就会产生直流电流，这些电流储存到蓄电池，再通过固态电子功率调节装置转换成所需的交流电提供给各种负载。所以晚上没有太阳时，负载是一样可以正常工作的。太阳能电池发电系统可分为太阳能热发电和太阳能光发电两种。太阳能热发电就是利 用太阳能将水加热，使产生的蒸汽去驱除汽轮机发电机组。根据热电转换方式的不同,把太阳能电站分为集中型太阳能电站和分散型太阳能电站。塔式太阳能电站是集中型的 一种，既在地面上敷设大量的集热器阵列，在阵列中适当地点建一高塔，在塔顶设置吸 热器，从集热器来的阳光热集到吸热器上，使吸热器内的工作介质温度提高，变成蒸汽 通过管道把蒸汽送到地面上的汽轮机发电机组发电。太阳能电站，一般采用多组反光镜把太阳光转变成水蒸气的内能，然后水蒸气再推动发电机发电。
4.2 全球太阳能发电发展概况
　 全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家（德国）和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能能源利用的研究。
欧美、日本等国家还制定了长期的能源发展战略，对太阳能的发展进行了长期规划。1997年6月美国提出“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶计划，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了计划——在6年内安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在300-500MV，每个屋顶约3-5KW.日本政府的计划目标是，到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统。
在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2005年，全球太阳能电池年产量达到了1650兆瓦，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量达到762兆瓦，增长率为27；欧洲产量增加48，达到了464兆瓦；美国增加12，达到了156兆瓦；世界其他地区增加96，达到了274兆瓦。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收入有望在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年内增长3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的成本都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。
4.3 中国太阳能发电发展分析
我国太阳能资源非常丰富，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。
我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。
　　我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。
近20年来，我国太阳能发电产业长期维持在全球市场1左右的份额。2005年后，产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。而且，浙江、保定、四川等地的公司已经开始多晶硅太阳电池的生产或试车，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打电池产品的局面。目前，我国非多晶硅薄膜电池产业也展现出迅猛发展的势头，很多国内公司通过与国外公司的合作已经开始进行或计划进行非多晶硅薄膜电池项目的投资。
4.4 中国光伏发电产业存在的问题及发展对策
当前和今后一个时期，我国光伏产业面临良好的发展机遇，同时，也需要直面现实和潜在的问题：
1．硅原材料问题。晶体硅料作为光伏发电的主要原料，占太阳能电池板总成本的35％左右。虽然我国的硅矿藏储量占世界的25％，但因提炼技术远远落后于西方发达国家，仍陷入在石英砂低价出口—进口硅材料—切片加工—再出口电池片和组件的恶性循环中。目前太阳能电池生产企业所需高纯硅原材料大多数要依靠进口。国内的晶体硅生产企业，大都处于百吨级水平，离现在公认的最小经济规模——1000吨/年、最佳经济规模——2500吨/年尚有较大差距；而且生产线工艺设备落后，与国际水平相比，物耗能耗高出1倍以上，产品缺乏竞争力。投资一个1000吨左右的多晶硅生产线，需投入1亿美元左右，配套电力装机容量9.8万千瓦，年总用电量2.5亿千瓦时，高能耗和环境污染问题尚未解决。
2．产业与市场倒挂问题。目前我国的光伏发电市场尚未完全启动，太阳能电池和组件有95％以上销往国外，主要是德国，也有西班牙、意大利等，而国内市场份额很小，产业与市场倒挂，太阳能电池成了典型的两头在外行业：技术、原材料在外，销售和市场在外，加工制造在内。这样，一方面高额利润被国外厂商赚取，国内仅取得低额的“代工费”；我们把清洁能源出口到了国外，却把能耗和污染留给了自己。另一方面，一旦国外市场受阻，而国内市场又没有发展起来，众多的太阳能电池生产厂商将陷入困境。
3．技术进步问题。我国太阳能产业设备、工艺、人才、核心技术等相对薄弱，除少数企业外，产品总体质量不如发达国家。如：国内一些企业虽然掌握了改良西门子法，但是其中的一些关键步骤和工艺，比如尾气和废料的循环利用、减低能耗等技术却被全面封锁；并网逆变/控制产品还没有实现自主研发商业化生产，产品主要依赖进口；储能用蓄电池技术还不过关、寿命低，等等。标准化测试实验室建设相对滞后。我国目前有3个国家级太阳能电池组件检测实验室，即上海空间电源研究所、信息产业部化学物理电源产品质量监督检测中心（天津18所）、中科院光伏发电系统质检中心，但未得到国际认可，出口到欧美还必须取得认证。
4．政策扶持问题。一方面，根据国家发改委产业规划目标，光伏发电到2020年累计装机容量仅1800MW，占当年全国电力装机总容量仅为0.227%，而去年我国电池产量已达1188MW，今年预计达1800MW，2010年可达5000MW。规划光伏发电总装机市场容量规模不仅远低于风力发电，而且与巨大产能形成强烈反差。另一方面，从2006年起，国家通过制定专门费率推广生物质发电和风力发电，并要求国家电网公司必须对可再生能源发电实行强制收购，但尚未将太阳能发电全部包括在内，仅限于国家重点建设的示范工程。太阳能发电最大的缺点是成本太高，我国目前的太阳能光伏发电价格大概每度3至4元，相比每度不到0.3元的火电上网电价，高出10余倍。所以，迫切需要政府给予相应的扶持政策。我国虽然相继出台了《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》，但缺乏具体的可操作性。实质性的政策推动仍有待时日。
5．投资过热问题。国内企业普遍存在跟风现象，见好就上，一哄而起，容易造成投资过热，不利于行业健康有序发展。据驰昂咨询公司的一项研究显示，截至2008年5月，中国共有34家厂商开工建设高纯多晶硅项目，其中东汽峨嵋、新光硅业、洛阳中硅、江苏中能等四家企业已经拥有批量生产能力，在建生产项目共37个，完全达产后产能为6.8万吨，超过世界产能总和。更令人吃惊的是，这些厂商已经公布的远期生产规划超过了