太阳能发电的最新发展趋势
我国太阳能行业现状及发展趋势

我国太阳能行业现状及发展趋势太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛认可并受到政府的大力扶持和鼓励。
随着技术的不断进步,我国太阳能行业发展迅速,取得了显著的成果,下面将从现状和发展趋势两方面进行分析。
一、太阳能行业现状1.装机规模大幅增长:我国太阳能装机规模连续多年保持全球领先地位。
据统计,截至2024年年底,我国太阳能累计装机容量已超过了220GW,占全球总装机容量的四分之一,位居世界第一2.发展水平明显提高:我国在太阳能技术研发、制造工艺和应用方面具有较高的技术水平。
我国太阳能光伏发电技术已经能够实现大规模商业应用,光伏发电市场竞争力显著增强。
3.支持政策的持续推进:我国政府出台了一系列鼓励太阳能发展的政策,例如国家发展和委员会发布的《关于鼓励健康有序发展光伏产业的通知》,提出了太阳能发电的目标和政策措施,为行业的快速发展提供了有力的政策支持。
二、太阳能行业发展趋势1.技术升级和成本下降:随着技术的不断进步和产业链的完善,太阳能光伏发电的效率不断提高,成本不断下降。
太阳能电池片效率提高使得光伏发电成本逐渐接近传统能源发电成本,太阳能光伏发电将逐渐成为一种主流的能源供应方式。
2.分布式发电模式显著增加:分布式光伏发电模式成为未来太阳能发电的发展趋势。
随着消费者对绿色能源的需求增加,分布式光伏发电将有更大的市场空间。
政府也在积极推动分布式发电,出台相关政策支持。
3.多能互补模式的发展:我国一直在推动太阳能与其他能源的互补发展,特别是太阳能与风能、水能、储能等的结合。
这样的多能互补模式能够提高能源利用效率,降低能源的波动性,增加能源供应的稳定性。
4.产业链不断完善:太阳能行业产业链条不断完善,涵盖了太阳能材料、太阳能电池片、太阳能组件、太阳能逆变器、太阳能发电系统等各个环节。
我国的太阳能产业链较为完整,能够满足国内外市场需求。
总的来说,我国太阳能行业取得了长足的发展,太阳能装机规模大幅增长,发展水平明显提高,并得到政策的积极推进。
光伏发电行业发展现状及未来发展趋势

光伏发电行业发展现状及未来发展趋势光伏发电行业是利用太阳能将光能转化为电能的技术。
近年来,随着环境污染和能源危机的严重性日益加剧,光伏发电作为一种清洁、可再生能源,受到了全球各国的广泛关注和重视。
本文将介绍光伏发电行业的发展现状以及未来的发展趋势。
1.产能快速增长:光伏发电行业近年来产能迅速增长。
根据国际能源署的数据,全球光伏发电装机容量从2005年的2.5吉瓦(W)增长到2024年的76.6吉瓦(W),年均复合增长率超过30%。
2.技术进步持续推动:光伏发电技术不断创新,太阳能电池的效能不断提高,成本不断下降。
目前,多晶硅和单晶硅太阳能电池是主流,而薄膜太阳能电池、有机太阳能电池等新技术也在不断发展。
同时,光伏发电与能量存储、智能电网等技术的结合也呈现出更大的潜力。
3.国家政策倾斜:为促进光伏发电行业的发展,各国纷纷实施了相关政策。
例如,中国实施了太阳能补贴政策,推动了光伏发电行业的快速增长。
此外,一些工业发达国家也通过采购电力、补贴奖励等方式吸引光伏发电项目的投资。
1.晶体硅和薄膜太阳能技术的并存:晶体硅太阳能电池仍然是主导技术,但薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率和适应性,尤其在柔性太阳能电池领域具有潜力。
未来,晶体硅和薄膜太阳能技术将共同发展。
2.电池技术的创新:随着对更高效、更稳定、更耐用太阳能电池的需求,研发人员正在探索新型太阳能电池,如钙钛矿太阳能电池、有机无机混合材料太阳能电池等,这些新技术有望在未来取得突破。
3.光伏发电与能量存储的结合:光伏发电的波动性和间歇性是其面临的挑战之一,而能量存储技术的发展为解决这一问题提供了可能。
目前,电池储能和氢能储存技术是较为成熟的能量存储解决方案,未来光伏发电与能量存储的结合将更加紧密。
4.分布式光伏发电的发展:分布式光伏发电系统指的是将太阳能电池板安装在建筑物屋顶或其他合适场所,通过自发自用或向电网出售余电的方式发电。
随着技术成本的下降,分布式光伏发电系统将成为光伏发电的主流形式之一总之,光伏发电行业在持续技术创新和政策支持的推动下,发展迅猛。
太阳能发电的发展现状与未来趋势分析

太阳能发电的发展现状与未来趋势分析近年来,太阳能发电作为一种可再生能源的重要组成部分,正逐渐走上全球能源的舞台。
其发展现状和未来趋势备受各界关注。
本文将从技术进步、政策支持和市场前景等多个方面,对太阳能发电的发展现状和未来趋势进行分析。
首先,太阳能发电技术在不断进步。
太阳能光伏发电技术是目前应用最广泛的太阳能发电技术之一。
随着科学技术的突飞猛进和产业链的不断完善,太阳能电池的效率不断提高,成本逐步下降。
新一代高效太阳能电池的问世,如多晶硅、单晶硅和薄膜太阳能电池等,为太阳能发电的商业应用提供了更多机会。
其次,政策支持是太阳能发电快速发展的关键。
全球各国政府纷纷出台了鼓励可再生能源发展的政策,以推动太阳能发电的普及。
例如,一些国家对太阳能发电进行财政补贴、减免税收,或者制定购电政策,鼓励市民和企业采用太阳能发电设备。
此外,一些国际组织也通过资金和技术支持,加强了太阳能发电在发展中国家的推广。
再次,市场前景广阔,太阳能发电具有良好的发展前景。
随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的加强,太阳能发电作为一种清洁、可再生、无污染的能源,受到了广泛关注。
尽管太阳能发电的安装成本较高,但由于其发电过程中无需燃料,周期运营成本较低,且在某些地区已经具备与传统能源竞争的能力。
另外,太阳能发电市场的扩大也带动了相关产业的发展,如太阳能组件制造、安装服务等。
未来趋势方面,太阳能发电仍有一定挑战需要面对。
首先,科技创新仍是提高太阳能发电效率和降低成本的关键。
研发新材料、新工艺,提高太阳能电池的转换效率和寿命,将是未来的研究重点。
其次,在能源市场竞争激烈的背景下,太阳能发电需要进一步降低成本,提高经济性。
此外,与可靠性、储能等相关问题也需要解决。
这些挑战或许需要政府、企业和科研机构共同努力,通过政策支持、合作研发等方式推动太阳能发电的进一步发展。
综上所述,太阳能发电作为一种清洁、可再生的能源,正成为全球能源结构转型的重要组成部分。
太阳能发电技术的未来发展趋势

太阳能发电技术的未来发展趋势随着全球对可再生能源的需求不断增长,太阳能发电作为最有发展潜力的可再生能源之一,成为人们关注的焦点。
太阳能发电技术的未来发展趋势备受关注,涉及到科学技术、工程领域的创新与突破。
本文将探讨太阳能发电技术的未来发展方向与挑战。
首先,太阳能发电技术的转型很大程度上依赖于技术创新。
尽管太阳能光伏发电已经成为一种可行的可再生能源,但目前仍然面临诸多挑战。
研究人员们正致力于各方面的技术突破,以提高太阳能发电的效率和可持续性。
例如,提高光伏电池的转换效率、减小制造设备的尺寸与成本,以及延长太阳能储存的寿命等。
这些技术突破有望加速太阳能发电技术的发展,并为人们提供更多清洁能源。
其次,太阳能发电技术的未来还需要更好的储能解决方案。
尽管太阳能光伏发电在可再生能源中占据重要地位,但其不稳定的特点限制了其广泛应用。
光伏发电系统在夜晚、阴雨天气或白天太阳不强时效能下降,这就要求我们寻找更有效的能量储存和调度解决方案。
目前的储能技术主要包括太阳能电池、蓄电池和水泵等,但还远远不能满足实际需求。
未来,科学家们将继续致力于开发更高效、经济和环保的储能技术,以实现太阳能发电的可持续和可靠供应。
此外,太阳能发电技术的未来还需要政府的支持和鼓励。
近年来,各国政府纷纷制定了相关政策,并提供了财政和税收方面的激励措施,以促进太阳能发电技术的发展。
政府对太阳能发电技术的支持包括提供补贴、减税、优惠贷款、扶持政策等,这些政策为企业和个人投资太阳能发电提供了可行性和吸引力。
未来,政府在政策设计和资源投入方面的持续支持将为太阳能发电技术的发展提供有力支持。
另外,太阳能发电技术的未来也可能涉及到区块链和人工智能等新兴技术的应用。
区块链技术可以用于建立分布式能源交易平台和智能电网系统,实现能源的高效分配和共享。
而人工智能技术则可以应用于太阳能发电系统的自动化和智能化管理,提高系统的效率和可靠性。
这些新兴技术的应用将进一步推动太阳能发电技术的发展和应用。
太阳能技术的发展趋势与应用前景

太阳能技术的发展趋势与应用前景近年来,人类对可再生能源的需求与日俱增。
在各种可再生能源中,太阳能以其广泛的应用领域和巨大的发展潜力而备受关注。
本文将探讨太阳能技术的发展趋势以及在未来的应用前景。
一、太阳能技术的发展趋势1. 硅太阳能电池的改进:硅太阳能电池是当前应用最广泛的太阳能发电技术之一。
随着科学技术的进步,硅太阳能电池的效率逐渐提高,成本逐渐下降。
目前,研究人员正在探索新型材料和结构,以提高硅太阳能电池的效率和稳定性,进一步降低成本。
2. 薄膜太阳能电池的突破:薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能发电技术,其采用较薄的材料制成,灵活性较强。
薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率和较低的制造成本,因此被认为是太阳能技术的未来方向之一。
近年来,研究人员不断改进薄膜太阳能电池的制造工艺和材料,努力提高其效率和可靠性。
3. 太阳能集热技术的创新:除了太阳能发电,太阳能还可以用于热能利用。
太阳能集热技术是利用镜面反射或聚光透镜等手段将太阳光聚焦到集热器上,将太阳能转化为热能。
目前,太阳能集热技术已经在热水供应、太阳能空调等领域有了广泛应用。
未来,随着技术的进步,太阳能集热技术有望在工业加热、城市供暖等领域得到更广泛的应用。
二、太阳能技术的应用前景1. 家庭和商业用途:太阳能发电系统可以安装在屋顶或者庭院等空地上,为家庭和商业建筑提供电力供应。
随着太阳能技术的进步和成本的降低,越来越多的家庭和商业场所正在选择安装太阳能发电系统,以减少对传统能源的依赖,节约能源成本。
2. 农业和灌溉用途:农村地区的农业和灌溉需求对能源有持续的需求。
太阳能技术可以为农地提供稳定的电力供应,用于灯光、水泵等设备。
太阳能灌溉系统可以利用太阳能驱动水泵,将地下水或河水提升到农田中,解决了农业用水的问题,提高了农作物的产量和质量。
3. 公共设施和交通工具:太阳能技术可以应用于公共设施和交通工具,如太阳能路灯、太阳能公交车等。
太阳能路灯可以实现自动光控,根据光照强度自动调节亮度,减少能源浪费。
光伏发电技术发展趋势

光伏发电技术发展趋势有以下几个方面:
1.高效化:随着技术的不断进步,光伏电池的转换效率不断提高,
同时成本也在逐渐降低。
未来,光伏发电技术将更加注重提高光电转化效率,以实现更高的发电量和更低的成本。
2.多样化:除了传统的硅基太阳能电池,未来光伏技术将发展更
多的新型太阳能电池技术,如钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池和柔性太阳能电池等。
这些新型太阳能电池具有更高的光电转化效率、更低的成本和更广泛的应用领域。
3.智能化:光伏系统将更加注重智能化、高效化和可靠性。
通过
集成技术,将太阳能电池与其他组件( 如逆变器、储能系统等)进行集成,形成完整的光伏发电系统。
未来的光伏技术将更加注重提高系统的整体性能和运行效率。
4.模块化:光伏设备与系统的全模块化将成为行业主流。
逆变器、
PCS、储能等关键设备将采用标准接口,方便灵活扩容、快速部署。
模块化设计可以实现免专家维护,极大降低运维成本、提升系统可用度,同时将支撑更长电站生命周期。
5.绿色化:随着环保意识的提高,光伏发电技术将更加注重绿色
化。
未来,光伏电站的建设将更加注重减少对环境的影响,采用环保材料和低能耗技术,同时结合储能技术,实现可再生能源的高效利用。
光伏发电技术的未来发展方向与趋势分析

光伏发电技术的未来发展方向与趋势分析光伏发电技术是指利用太阳能将光能转化为电能的一种可再生能源技术。
随着人们对可持续发展和清洁能源的需求日益增加,光伏发电技术也得到了广泛应用和快速发展。
本文将从技术、市场和政策等方面,分析光伏发电技术的未来发展方向与趋势。
一、技术方面的发展趋势1. 提高光伏发电效率光伏电池的效率对光伏发电系统的性能和经济效益有着重要影响。
目前主流的硅基光伏电池效率已经超过20%,但仍然存在提升空间。
未来的发展方向将集中在提高光伏材料的光吸收能力、电荷分离效率和光电转换效率。
此外,通过研发新型光伏材料,如钙钛矿太阳电池等,也有望进一步提高光伏发电效率。
2. 发展光热结合技术光伏发电技术主要利用光子的能量来产生电能,而光热技术则是利用光子的能量来产生热能。
光热结合技术将光热技术与光伏技术结合,可以实现光电转换和热利用的双重效益。
未来光伏发电系统有望引入光热元件,通过光热技术增加光伏发电系统的整体能量利用效率。
3. 开发新型材料和设备除了传统的硅基光伏电池,研发新型光伏材料和设备也是未来的发展方向之一。
例如,有机太阳能电池、柔性太阳能电池等新型光伏技术具有低成本、轻量化和可弯曲等特点,有望推动光伏发电技术的进一步发展和应用。
二、市场方面的发展趋势1. 光伏发电成本的进一步降低随着技术进步和市场规模的扩大,光伏发电系统的成本已经大幅下降。
然而,与传统能源相比,光伏发电系统的成本仍然相对较高。
未来,光伏发电技术的发展方向将集中在降低成本,提高光伏发电系统的竞争力。
预计随着技术进一步成熟,光伏发电将逐渐实现与传统能源的竞争平价。
2. 光伏发电的分布式发展分布式发电是指将发电设备分布在用电点附近,减少输电损耗和建设输电线路的成本。
光伏发电的分布式发展将成为未来的趋势,因为分布式发电可以更好地满足城市和乡村用电需求,同时减少对传输和配电系统的依赖。
3. 家庭光伏发电系统的普及随着光伏发电技术的不断成熟和成本的降低,家庭光伏发电系统的普及将成为未来的趋势之一。
2023年光伏发电行业发展趋势:光伏发电技术效率不断提升

3. 薄膜太阳能电池技术的创新薄膜太阳能电池具有柔性、轻薄等优点,在建筑、汽车等领域的应用前景广阔。预计到2023年,薄膜太阳能电池的平均转换效率将达到15%以上,相较于目前的平均水平提高了约2个百分点。
高效太阳能电池技术
正在成为光伏发电行业发展的重要趋势之一。未来到2023年,光伏技术的效率将继续提升,为光伏发电行业带来更多的发展机会和潜力。
在高效太阳能电池技术方面,有以下几个关键趋势:
多晶硅太阳能电池的效率提升:多晶硅太阳能电池是当前市场上最常见和广泛应用的太阳能电池类型。随着制造工艺和材料科学的不断进步,多晶硅太阳能电池的转换效率将继续提高。这意味着同样面积的太阳能电池板能够产生更多的电能,从而提高光伏发电系统的整体效率。
3.光伏器件表面与界面的优化优化光伏器件的表面和界面:通过利用纳米技术和微纳结构技术,对光伏器件的表面进行微观和纳米级的处理和工程,可以显著提高表面反射率和光伏效率。同时,优化光伏器件的界面结构和界面能级匹配,减少能量损失和载流子复合,提高光子的利用率。
4.集成光学与光子管理技术提高光伏效率采用集成光学和光子管理技术:通过设计和制造具有特殊光学功能的光伏器件结构,如光子晶体、光波导、衍射结构等,可以实现对入射光的高效捕获和控制,提高光子的利用率和功率输出。同时,引入光子管理技术,如准单色光源、反射镜、透明导电层等,可进一步提高光伏系统的光电转换效率。
降低光伏组件光损耗
1.2023年,光伏组件材料将迎来革命,降低光损耗利用优质材料:光伏组件的光损耗主要是因为材料的光吸收和反射造成的。在2023年,随着技术的进步,优质材料的研发和使用将成为降低光伏组件光损耗的关键。采用具有较高光吸收率和较低反射率的优质材料,如新型光伏材料的应用,将有效提高光伏组件的光电转换效率。
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电工文摘/综述2011.6 11 能源危机 浩瀚宇宙,博大精深,星球密布,资源丰富。
当前人类开发的只有地球,而其资源将被耗尽。
最近国际会议上发表的专家调研报告指出,不可再生能源直到枯竭为止的剩余利用年限如下:煤——164年,石油——41年,天然气——67年。
核能原料(铀)只占石化燃料总量的1%。
地球资源、能源的开发利用,与1900年(大致是工业化开始起步的年代)比,在2050年达到高峰,蕴藏量将减少到1/5的低谷,而环境污染程度最严重的高峰年代将是2040年,将达到1900年的120倍。
经济的高速发展离不开能源的支持,一方面,常规能源在人们过度使用下已经出现短缺现象,能源危机成为摆在世界各国面前的一个巨大难题;另一方面,世界环境继续恶化,温室效应和空气污染成为威胁人类生存的两大因素。
为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将太阳能发电作为发展的方向。
2 太阳能量 太阳不停地向宇宙空间中发送巨大的能量。
太阳注入地球表面的能量密度,在转换为电功率后约为1 kW/m2,总功率可达1.25×108 GW。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的巨大能源,同时还是一种可再生的清洁的新能源。
到达地球表面的太阳能,大约相当于目前全世界所有发电能力总和的20万倍。
地球每天接收的太阳能,相当于全球一年所消耗的总能量的200倍。
与其他能源相比,太阳能不会产生有毒、有害气体和废渣,因而不污染环境。
同时太阳光随处都可以得,使用方便、安全;成本低廉,可以再生。
太阳能除去数量巨大之外,还能长期供给,理论计算太阳尚可维持数十亿年之久,此外,太阳能随处都有,不需开采和运输,并且是没有任何污染的清洁能源。
这些都是它的独特之处。
但是,它的能量密度很低,只有1 W/m2,并且受气候影响,具有不稳定性,这些又给太阳能的利用带来很大困难。
在新能源中,当前太阳能发电的成本较高,大约是生物质发电(沼气发电)的7~12倍,风能发电的6~10倍。
但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势,从长远前景来看,太阳能发电是最具潜力的战略替代发电技术。
到本世纪后期,太阳能发电将在世界电能结构中占据80%的位置。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。
太阳光能发电和热能发电都是太阳能发电的主要形式,国际上并没有哪一种是主流之说。
只是每个国家根据自己的资源条件和战略需求进行侧重发展。
例如,德国、日本是光能发电的主要市场;西班牙和美国等则以太阳热能发电为主,装机容量比较多。
我国对光电更加青睐。
3 光能发电 太阳电池是美国于1954年发明的,最早是在1958年3月用于人造卫星。
阳光发电系统主要是利用学校、体育馆、其它建筑物的屋顶、墙壁、商业街的拱廊、铁路的站台和大沙漠等能够铺设光伏电池板的地方。
阳光发电将加入全球联网,从而使发电、输电、贮电、配电等成本大为降低。
个别区段的供电间隔,比如夜间无阳光、不发电时,在美洲可由加拿大的水电提供,在欧洲可由法国的核电提供,在欧亚地区可由俄国的潮汐发电提供。
俄罗斯的规划表明,潮汐发电能源巨大,将向欧亚售电。
这种全球互联网络,即使戈壁滩大沙漠的巨大阳光发电系统供电间断(比如夜间),也能保证电平衡至2010年,全球光伏发电装机容量将达到15 GW,未太阳能发电的最新发展趋势哈尔滨电机厂有限责任公司 赵平平摘要:在新能源中,当前太阳能发电的成本较高,大约是生物质发电(沼气发电)的7~12倍,风能发电的6~10倍。
但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势,从长远前景来看,太阳能发电是最具潜力的战略替代发电技术。
到本世纪后期,太阳能发电将在世界电能结构中占据80%的位置。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。
关键词:太阳能发电 发展趋势电工文摘/综述2011.6 2来数年光伏发电行业的复合增长率将高达30%以上;至2030年;全世界光伏发电装机总容量将达到300 GW,在世界总电力供应中所占比例也将达到10%以上;到2040年,光伏发电将达到全世界发电总量的 20%以上。
到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能光伏发电将占到60%以上。
这些数字足以显示出太阳能发电产业的发展前景及在能源领域中的重要战略地。
未来的太阳能发电站将向高空发展。
4 高塔电站 在美国西南部未来有可能出现一座太阳能发电用的高塔,就像一个巨大的烟囱,高达1千米,但并不释放有害浓烟气体,而是通过太阳能加热空气,并转换成为电能,属于太阳能的热能发电,可供20万户居民使用。
类似的设计出现在将近30年以前,原型叫做“太阳能热量收集器”,用于将附近地面上加热的空气引导进入高塔中枢,位于塔内底部的气轮机转轮便被气流驱动而旋转,并带动透平发电机发电。
1982年,在西班牙的这种塔的高度为195m,被一个透明温室遮篷围绕着,其覆盖直径为244 m。
它的最大输出电能仅为50 kW。
但是1989年在一场暴风中被吹垮。
今后将改用混凝土结构,可使用至少50年。
建造的更坚固、更结实和更高大,可以加大地面和塔顶之间的温差,便可提供更强大的抽吸能力。
最理想的设计是塔的高度为800~1000 m,其周围围绕一个直径1.5英里的温室遮篷。
被加热的空气流动速度高达55 km/h 。
塔顶部空气温度可达到20℃,在地面温室遮篷的空气可达到70℃。
当热空气以55 km/h 的速度上升时,32个旋转的透平机将生产出最大200 MW 的电能。
尽管这种转换效率还不足电池板的十分之一,但是它的优势是更易维持、成本更低。
200 MW这种高塔的建造费用需要10亿美元,这意味着每千瓦小时的成本仅20美分,这仅是当前太阳能电池板生产电能价格的三分之一。
5 卫星电站 太空太阳能发电站最初在1968年由美国提出。
一个面积达50平方公里的太阳能电池板阵列(其中每块电池板都能产生数千瓦的能量),可用火箭将它们送入地球同步轨道,并让数百名宇航员在太空中完成组装工作。
电池板能不断调整角度以面对太阳,借助一个长达1公里的微波天线将太阳能传回地球。
这个巨大的天线安装在万向装置上,使它能自由旋转而不受其他设备的影响。
地面接收天线则更为壮观,占地超过100平方公里。
由于大气层外没有大气吸收、昼夜交替和云层遮挡,因此相同时间内,太空发电站的发电量将是在地球上相同面积太阳能电站产能的20倍。
即便将建设期间所需能量考虑进去,太空发电站产生的能量也比地面上占地面积相同的太阳能发电站高5倍。
近年来太阳能领域的三大技术突破可使太阳能卫星的大小和成本降到可接受的水平。
与20世纪70年代相比,如今的太阳能电池的效率提高了4倍,因此所需的电池板的面积可大大缩小。
其次,微波传送技术也大大提高,利用固定装置就能使微波光束实现精确指向,而不再需要旋转天线。
因此可以用体积小、组装简便的模块天线替代原来1公里长的天线。
最后,机器人可以替代宇航员在太空中完成组装工作。
将太阳光聚集到两个直径为1.25公里的太阳能电池上,然后通过微波传输器将能量传输到地球。
如果太阳能电池板的设计为 100平方米大,并且固定在控制卫星上。
虽然它不能调整角度面对太阳,但简单的装置使重量大大减轻,发射成本也随之下降。
美国正在建造的一颗能将10兆瓦太阳能传回地球的试验卫星,预计于5年内完成。
建设一个发电量为10亿千瓦的太空发电站,并且要将建设成本控制在10亿美元以下,每度电的成本也不高于8美分。
与一般煤电每度5美分、核电每度10美分的成本相比,这个价格也算得上经济实惠。
日本研究显示,太空发电站每度电的二氧化碳排放量仅与核电相当。
德国已经解决了一些最主要的相关技术难题,有望在40年后让地球人用上直接来自太空的能量。
新型激光设备可以利用激光光束把在太空中收集到的能量传送回地球。
6 月球电站 日本拟于2035年建设一条沿月球赤道(长约11000 km)的太阳能电池带,将电力转换成强大的微波和激光束射向地球,然后由地面接收站再转换为电能。
将能满足全世界的用电需求。
机器人将担当主力,可以24 h不间断接受来自地球的遥控,完成诸如平整地面和组装机器设备等任务,同时还将安排一支宇航员队伍在现场提供支持。
由于需要大量的太阳能电池板和其他材料,打算尽可能利用月球资源来制造水泥和混凝土材料,而采用太阳能热处理技术也可帮助生产砖、玻璃纤维和其他建筑材料。
这种月球电站宽度为数公里,之后将扩大为400 km。
太阳能电池产生的电力将通过电缆传输到月球朝向地球一侧的设备。
电能转换为微波束和激光束后,通过直径为20 km的天线射向地球接收站,具有导向功能的无线电指向标将保证波束传输方向的准确。
而后,波束电工文摘/综述2011.6 3能量再由地面站重新转换为电力送入电网,或用于转换为氢以作燃料或储存之用。
由于月球几乎没有大气层,因此它的最大优势之一是不存在影响太阳能电池板效率的坏天气或云层,可以24 h持续不断地接收清洁能源。
其1年的发电规模相当于17亿吨石油或1.3万个核电站的年发电量,以目前的能源消耗计,足够全球使用30年。
2035年动工的原因是考虑到届时地球上的传统能源资源将被开发得所剩无几。
如果这一雄伟计划得以实现,有可能结束人类对有限地球能源资源的依赖。
7 热能储存 美国开发出能按需储存和释放太阳热能的新材料 ,能够按照需要储存,不但能量存储密度大,还具有成本低、运输方便、储存时间长等的特点。
2010年,美国揭示了“二钌富瓦烯”新材料的独特性质。
它的分子——在被阳光照射时,内部结构会发生改变并将能量存储起来,形成一种“亚稳定”结构。
当需要时,这些热量又能在特定催化剂的作用下被释放出来,同时其分子也会恢复为放热前的形态。
这一过程可以不断重复。
通过这种方法可在甲地存储热量,乙地释放热量;也可以用产生的热量驱动蒸汽发电机发电。
但这种材料的缺点在于,所含的钌元素稀有且昂贵,且由其制成的储热设备在能量密度上还不及传统的“锂”离子电池。
这使这项技术一直无法获得大规模应用。
后来,借助碳纳米管对这一技术进行了完善,又制造出了一种可取代“二钌富瓦烯”的新材料。
这种材料由偶氮苯和碳质-纳米管组成。
除了具备“二钌富瓦烯”的优点外,它还有价格低廉、热稳定性好的特点,在能量密度上更是超过了锂离子电池。
将偶氮苯分子“捆绑”在碳纳米管上,形成一种碳纳米管化合物,该材料的能量之差(基能态到高能态之间的差值)和活化能(分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量)都较为理想。
新材料在能量密度上可达690 Wh/l ,超过了传统锂离子电池(200~600 Wh/l),相对于仅采用偶氮苯的能量密度(90 Wh/l),也获得了极大的提升。