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太阳能

太阳能

  中国是一个太阳能资源十分丰富的国家。各地年辐射总量在3.35×106~8.35×106KJ/(m2·a),其平均值为5.85×106KJ/(m2·a)。太阳能资源较丰富和可利用的地区,约占全国国土面积的2/3以上,主要分布在中国西北部地区。太阳能热利用及太阳光伏发电是太阳能的转换和利用的两个主要方面。

  太阳能热利用重点是优先研究和开发低温热利用技术,如太阳能热水器、被动式太阳房、太阳干燥器和太阳灶。目前这4个领域的工艺技术已基本成熟、科研成果已转入批量生产,有一定产业规模,初步实现商用化。至1994年底,太阳能应用规模为:太阳能热水器290万m2,被动太阳房257万m2, 太阳能农用温室21460万m2,太阳能干燥器1.2万m2,太阳灶145万个。

  1、太阳能热水器

  从1991年开始太阳能热水器每年以50万m2的速度递增,到1994年,全国被用户正常使用的已超过290万m2。市场旺盛的需求大大刺激了太阳能热水器产业的发展。据不完全统计,到1993年,全国生产太阳能热水器的企业已有300家,年销售量已超过70万m2。太阳能热水器市场和生产单位主要分布在华北和华东地区,这与当地太阳能资源丰富程度、经济发展和常规能源资源短缺有密切关系。目前,在中国市场上销售最多的太阳能热水器有平板式热水器、真空管热水器和闷晒式热水器。前两者属于自然循环式,分别占有市场50%和20%;闷晒式热水器占有市场率约30%。几种热水器的性能与价格见表5.29。

  表5.29 中国各类太阳能热水器的性能与价格

品种

容水量

/L/m2

平均热效率

夜间热损失/W/(m2·℃)

年使用期

/月

寿命

/a

价格*

/元/m2

闷晒式

60~70

40%~55%

10~12

5~8

~5

150~200

平板单回路

70~80

45%~65%

1~2

7~12

10~15

500~600

平板双回路

50~60

40%~60%

1~2

全年

>10

~800

全玻璃真空管

~60

45%~60%

1~2

全年

>10

~1000

热管真空管

60~70

45%~65%

1~2

全年

中试

~2000


  *参考价格,出厂价。

  平均来说一个家庭使用的热水器全年能节煤约100~150kgce/m2,1994年中国有太阳能热水器290万m2计算,则全年节约煤炭29~43万tce。中国已有农村房屋建筑面积175亿m2,预测今后10多年内每年将以7亿m2的速度增加。据此推测,每年对太阳能热水器的需求量将达到90万m2。加上城镇居民的需求,太阳能热水器的年需求量将是150~200万m2。到2000年,居民实际使用量将超过1000万m2。以此计算替代煤炭量将达到100万tce以上,每年减排CO2的碳量超过70万t。

  2、太阳房

  太阳房推广主要在采暖区,近年来也发展到一些过渡地带,如长江流域等。到1994年已发展到257万m2。其中西部及西北部地区占40%,东北占37%,华北约占18%,中部地区(过渡区)约5%。太阳能采暖可分为强制循环供暖系统和自然循环供暖系统。前者又称为主动式太阳房,后者又称被动式太阳房,具有构造简单,造价低廉,便于运行和维护的特点,特别适用中国农村地区推广。

  建造和使用太阳节能建筑在冬季可减少部分取暖用燃煤,因而节省了燃料,减轻了对大气的污染。据实际使用结果来推算,在中国北方地区,太阳房建筑平均可节煤30kgce/(m2·a)。

  被动太阳房已被列入建设部村镇建设建筑节能规划,规划到2010年被动式太阳房达到1000万m2。被动太阳房的技术已成熟,使用方便,又利于环境保护,因此近年来发展势头很猛,推测到2000年,被动太阳房将会发展到5000万m2,远远超过规划目标。按此计算,太阳房每年可节煤约150万tce,相应减排CO2以碳量计为110万t。

  3、太阳能发电

  太阳能热发电技术是太阳能热利用的一个重要内容,在中国尚未认真起步。"八五"、"九五"期间国家均安排了太阳能热发电站关键技术的攻关研究。可以预见,中国在太阳能热发电站技术的研究将会在"九五"开始起步,估计2000年后,将会建设一座几十兆瓦级的太阳能热发电的示范电站。

  中国政府在太阳能光伏发电技术研究领域内已投入约1亿元的研究经费。从引进、消化和发展到现在商品化,太阳电池效率已提高到10%以上,但与国外的水平还有较大距离。一些新型且有潜力的太阳能电池的研究国内尚属空白。目前太阳电池主要应用在通信系统及边远无电地区,已建成了几个10kW和20kW的光伏电站。近年来,应用领域不断扩大,已涉及航空、农牧业、交通运输、地震及医疗卫生等方面。

  国内已建有3个光伏组件功率为10kW的光伏电站,刚建成一个25kW的光伏电站,是国内功率最大的独立光伏电站,用以解决西藏无电县的县城供电问题。近年来具有明显发展趋势的项目是几个千瓦级的微波中继站、10MW级的光伏电站及户内照明系统等。中国在并网发电示范工程方面仍为空白。

  中国共有12条地面用太阳电池的生产线或工厂,每条线的生产能力从37kW/a~1MW/a,总生产能力达到5.6MW/a,但实际形成的总生产能力仅为1.2MW/a。在12条生产线中有4条与外资合资。另有二条空间用硅太阳电池的生产线。

  表5.30 中国太阳电池商品的生产水平

种类

效率

面积

单晶硅电池

12%(平均)

直径10cm或10×10cm2

多晶硅电池

9.5%(平均)

10×10cm2

非晶硅电池

5%~6%(平均)

8.9%(最高)

30×90cm2



  近期太阳能的利用和开发重点仍将放在推广节能型太阳能建筑、太阳能热水器和光伏发电系统,并进一步形成完善产业体系,扩大规模生产,降低造价和开拓市场。

  太阳光伏每发电kW·h就可替代约0.4kgce的标煤量,也就将减排约0.3kg的CO2的碳量。预计到2010年后中国光伏发电系统可进入商用化阶段,2000年和2010年,中国太阳能光伏装机容量分别为10~20MW和60~120MW,发电量分别达到0.03TW·h和0.16TW·h,将替代煤炭分别为0.012Mtce和0.064Mtce。

  资料摘自:《中国气候变化国别研究》

  本书版权由清华大学出版社所有

时间:2002-08-28