太陽能資源的特點(diǎn)有哪些?
太陽能作為一種能源,與煤炭、石油、天然氣、核能等礦物燃料相比,具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):
(1)普遍:太陽光普照大地,無論陸地或海洋,無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發(fā)和利用,且勿須開采和運(yùn)輸。
(2)無害:開發(fā)利用太陽能不會(huì)污染環(huán)境,它是最清潔的能源之一,在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天,這一點(diǎn)是極其寶貴的。
(3)巨大:每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億t標(biāo)煤,其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。
(4)長久:根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個(gè)意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的。
太陽能資源雖然具有上述幾方面常規(guī)能源無法比擬的優(yōu)點(diǎn),但作為能源利用時(shí),也有以下缺點(diǎn):
(1)分散性:到達(dá)地球表面的太陽輻射的總量盡管很大,但是能流密度很低。平均說來,北回歸線附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,正午時(shí)太陽輻射的輻照度最大,在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1000w左右;若按全年日夜平均,則只有200w左右。而在冬季大致只有一半,陰天一般只有1/5左右,這樣的能流密度是很低的。因此,在利用太陽能時(shí),想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率,往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備,造價(jià)較高。
(2)不穩(wěn)定性:由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響,所以,到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的又是極不穩(wěn)定的,這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源,從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競爭的替代能源,就必須很好地解決蓄能問題,即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來以供夜間或陰雨天使用,但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。
(3)效率低和成本高:目前太陽能利用的發(fā)展水平,有些方面在理論上是可行的,技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置,因?yàn)樾势?,成本較高,總的來說,經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競爭。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi),太陽能利用的進(jìn)一步發(fā)展,主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。
至于太陽能利用中的經(jīng)濟(jì)性問題,還必須考慮下列兩種因素:
第一,世界上越來越多的國家認(rèn)識(shí)到一個(gè)能夠持續(xù)發(fā)展的社會(huì)應(yīng)該是一個(gè)既能滿足社會(huì)需要,而又不危及后代人前途的社會(huì)。因此,盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源,是能源建設(shè)應(yīng)該遵循的原則。隨著能源形式的變化,常規(guī)能源的貯量日益下降,其價(jià)格必然上漲,而控制環(huán)境污染也必須增大投資。
第二,我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,煤炭約占商品能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的76%,已成為我國大氣污染的主要來源。大力開發(fā)新能源和可再生能源的利用技術(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施。
能源問題是世界性的,向新能源過渡的時(shí)期遲早要到來。從長遠(yuǎn)看,太陽能利用技術(shù)和裝置的大量應(yīng)用,也必然可以制約礦物能源價(jià)格的上漲。