理想新能源：太阳能发电

　　随着经济的开展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的请求，寻觅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。

　　火电需求熄灭煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着干涸的风险。据估量，全世界石油资源再有30年便将干涸。另一方面熄灭燃料将排出CO2和硫的氧化物，因而会招致温室效应和酸雨，恶化地球环境。

　　水电要吞没大量土地，有可能招致生态环境毁坏，而且大型水库一旦塌崩，结果将不堪想象。另外，一个国度的水力资源也是有限的，而且还要受时节的影响。

　　核电在正常状况下固然是洁净的，但万一发作核走漏，结果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人遭到了不同水平的损伤，而且这一影响并未终止。

　　这些都迫使人们去寻觅新能源。新能源要同时契合两个条件：一是蕴藏丰厚不会干涸;二是平安、洁净，不会要挟人类和毁坏环境。目前找到的新能源主要有两种，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，最理想的新能源是大阳能。

　　太阳能发电是最理想的新能源

　　映照在地球上的太阳能十分宏大，大约40分钟映照在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。能够说，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洁净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

　　从太阳能取得电力，需经过大阳电池停止光电变换来完成。它同以往其他电源发电原理完整不同，具有以下特性：

　　①无干涸风险;

　　②绝对洁净(无公害);

　　③不受资源散布地域的限制;

　　④可在用电处就近发电;

　　⑤能源质量高;

　　⑥运用者从感情上容易承受;

　　⑦获取能源破费的时间短。

　　缺乏之处是：

　　①映照的能量散布密度小，即要占用宏大面积;

　　②取得的能源同四季、昼夜及阴晴等气候条件有关。

　　但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因而遭到世界各国的注重。

　　要使太阳能发电真正到达适用程度，一是要进步太阳能光电变换效率并降低其本钱，二是要完成太阳能发电同如今的电网联网。

　　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，但价钱也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价钱最廉价，今后最有希望用于普通发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率到达10%，每瓦发电设备价钱降到1-2美圆时，便足以同如今的发电方式竟争。估量本世纪末便可到达这一程度。

　　当然，特殊用处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堆叠而成的太阳电地，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运用。

　　太阳能发电的应用

　　太阳能发电虽受昼夜、晴雨、时节的影响，但能够分散地停止，所以它适于各家各户分激停止发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富有时可将其卖给电力公司，缺乏时又可从电力公司买入。完成这一点的技术不难处理，关键在于要有相应的法律保证。如今美国、日本等兴旺国度都已制定了相应法律，保证停止太阳能发电的家庭利益，鼓舞家庭停止太阳能发电。

　　日本已于1992年4月完成了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开端装置太阳能发电设备。日本通产省从1994年开端以个人住宅为对象，实行对购置太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。请求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。

　　据日本有关部门估量日本2100万户个人住宅中假如有80%装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需求的14%，假如工厂及办公楼等单位用房也停止太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30%-40%。当前障碍太阳能发电提高的最主要要素是费用昂贵。为了满足普通家庭电力需求的3千瓦发电系统，需600万至700万日元，还未包括装置的工钱。有关专家以为，至少要降到100万到200万日元时，太阳能发电才干够真正提高。降低费用的关键在于太阳电池进步变换效率和降低本钱。

　　不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们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，它们密密麻麻规则地散布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便散布有1，700个这样的单元。这种新电池的特性是，固然变换效率只要8%—10%，但价钱廉价。而且铝箔底衬柔软坚固，能够像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，十分便当。据称，运用这种新太阳电池，每瓦发电才能的设备只需15至2美圆，而且每发一度电的费用也可降到14美分左右，完整能够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，每年就可取得一二千度的电力。

　　太阳能发电的前景

　　太阳能发电有愈加冲动人心的方案。一是日本提出的创世纪方案。准备应用空中上沙漠和海洋面积停止发电，并经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，到2000年、2050年、2100年，即便全用太阳能发电供应全球能源，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%，以至才是撒哈拉沙漠的91.5%。因而这一计划是有可能完成的。

　　另一是天上发电计划。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建立太阳能发电站想象，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。但这需求处理向空中无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种计划。目前虽已用模型飞机完成了短间隔、短时间、小功率的微波无线输电，但离真正适用还有漫长的路途。