太阳能发电是最佳新能源

　　另一是天上发电方案。早在 1980 年美国宇航局和 能源 部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放一个长 10 公里、宽 5 公里的大平板，上面布满太阳电池，这样便可提供 500 万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案。目前虽已用模型飞机实现了短距离、短时间、小功率的微波无线输电，但离真正实用还有漫长的路程。

　　随着经济的发展、社会的进步，人们对 能源 提出越来越高的要求，寻找新 能源 成为当前人类面临的迫切课题。现有 能源 主要有 3 种，即火电、水电和核电。

　　火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有 30 年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出 CO2 和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。

　　水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的而且还要受季节的影响。

　　核电在正常情况下固然是干净的但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使 900 万人受到不同程度的损害，而且这一影响并未终止。

　　这些都迫使人们去寻找新 能源 新 能源 要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到新 能源 主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新 能源 其中，最理想的新 能源 大阳能。

　　太阳能发电是最理想的新 能源

　　照射在地球上的太阳能非常巨大，大约 40 分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的 能源 而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的 能源

　　从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点： ① 无枯竭危险； ②绝对干净（无公害） ③ 不受资源分布地域的限制； ④可在用电处就近发电； ⑤ 能源 质量高； ⑥ 使用者从感情上容易接受； ⑦获取 能源 花费的时间短。不足之处是 ①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积； ②获得的 能源 同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新 能源 太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

　　要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在电网联网。

　　目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达 20 ％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它大面积组件光电变换效率达到 10 ％，每瓦发电设备价格降到 1 2 美元时，便足以同现在发电方式竟争。估计本世纪末便可达到这一水平。

　　当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达 36 ％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。

　　太阳能发电的应用

　　太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。

　　日本已于 1992 年 4 月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从 1994 年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有 1000 户家庭、 2000 年时有 7 万户家庭装上太阳能发电设备。

　　据日本有关部门估计日本 2100 万户个人住宅中如果有 80 ％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的 14 ％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的 30 ％－ 40 ％。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的 3 千瓦发电系统，需 600 万至 700 万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到 100 万到 200 万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。

　　不久前，美国德州仪器公司和 SCE 公司宣布，开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到 1 毫米的小珠，密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。大约 50 平方厘米的面积上便分布有 1 700 个这样的单元。这种新电池的特点是虽然变换效率只有 8 ％ — 10% 但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实，可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，非常方便。据称，使用这种新太阳电池，每瓦发电能力的设备只要 15 至 2 美元，而且每发一度电的费用也可降到 14 美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。

　　太阳能发电的前景

　　太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算， 2000 年、 2050 年、 2100 年，即使全用太阳能发电供给全球 能源 占地也不过为 65.11 万平方公里、 186.79 万平方公里、 829.19 万平方公里。 829.19 万平方公里才占全部海洋面积 2.3 ％或全部沙漠的 51.4 ％，甚至才是撒哈拉沙漠的 91.5 ％ 因此这一方案是有可能实现的