如何更好地利用我们的清洁能源

张辉

摘 要：当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的“新动力”。

关键词：新能源；课堂教学；能源的利用

人类利用太阳能的历史比较悠久，有3 000多年的历史。在我国，公元前11世纪的西周时期，史籍中就记载有“阳燧取火”的技术。所谓“阳燧”就是一种金属凹面镜，用来聚焦阳光点燃艾绒之类易燃物而取得火种。这在世界科学技术发展史中具有重要地位。

在国外，公元前214年，希腊著名科学家阿基米德利用反射镜聚焦阳光烧毁了进攻撕拉修斯港的一支罗马军队。

太阳能作为一种能源来利用的历史较短，仅有300年。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。

公元1615年，法国考克斯发明了太阳能驱动发动机，把太阳能转化成机械能，使太阳能的利用进入了新的历史时期。1954年，在美国成立了“应用太阳能协会”（AASE），有13个国家和地区参加，每年召开一次会议。1973年，由于西方的能源危机和环境污染问题，太阳能利用的研究在深度和广度上有了较大的发展。联合国教科文组织（UNESCO）、国际太阳能协会（ISES）、地中海地区太阳能协会（COMPLES）、法国太阳能研究和发展协会以及西德、美国、法国政府部门联合召开了“太阳能为人类服务”的国际太阳能会议，有35个国家和地区参加。1979年，在美国召开了国际太阳能协会成立25周年纪念大会，参加大会的国家和地区增加到70多个。1981年，在英国召开了国际太阳能学会，中国加入该组织，共有77个国家参加会议。

目前，世界各国太阳能利用的形式十分丰富，大致可归纳为以下几个方面：

一、生物转换利用太阳能

生物质通过光合作用把太阳能吸收和贮存在体内，生物质的利用就是将植物和各类有机物经过化学和生物处理转换为有用的燃料，如酒精、氢气或沼气。

沼气是生物质能的一种利用方式。厌氧微生物发酵，可产生有用的沼气。我国农村沼气利用发展很快，从数量说已处世界领先地位，而且具有一定的科技水平。

此外，薪炭林的发展也是一种生物质能的利用方式。有计划的培植薪炭林，既可提供木材燃料，而且可以作为沼气的原料，又可以防止水土流失，保护环境。

二、光热转换利用太阳能

太阳能热水器是光热利用中发展规模最大、技术较成熟的装置，其生产和使用在许多国家已十分普遍。在我国，国家鼓励推广太阳能热水器，

2010年底太阳能热水器安装总面积接近1.5亿平方米，预计到2020年底达到3万亿平方米。

太阳灶是收集太阳热能进行食物烹调的光热利用系统。其结构形式主要有三种：箱式太阳灶、聚光太阳灶和太阳能蒸汽灶。在我国西部日照时间长，太阳辐射强的地区太阳灶的利用具有十分广阔的前景。青海省政府制作太阳能灶66 000台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使30万农牧民用上了太阳能灶。

太阳能干燥系统是收集太阳热能对物品进行脱水及蒸发处理的光热系统，主要用于粮食、蔬菜、水果、烟叶、木材及一些农副产品的干燥。

太阳能光热发电是收集太阳热能并将其转化为电能。这是大规模利用太阳能的主要方向。世界最早建成的大型太阳能热电站是意大利1 000千瓦塔式太阳能电站。美国发电为10兆瓦的《太阳能1号》工程，是当时世界上最大的太阳能电站。我国试验建成了1 000瓦的太阳能热电站。

太阳能水泵是利用太阳能把水从低处抽到高出的利用系统。主要用于农田灌溉。我国北京太阳能研究所研制的BT-SII大型太阳能热动力泵，晴天可连续工作5～6小时，扬程18米，抽水量3～7吨。

三、光电转换利用太阳能

太阳能通过半导体材料可直接产生直流电。光电利用的核心部件是太阳能电池。它的种类主要有硅、硫化镉、砷化镓等电池。其应用主要在以下几个方面：

1.空间电源。现今世界运行的人造卫星中，绝大部分都是采用太阳能电池做电源。我国发射的20多颗卫星当中，用的电源全部为国产太阳能电池。

2.海上自动照明设备电源。如浮标、灯塔和远离海岸油井上的闪光灯等越来越多的运用太阳能供电。太阳能供电的电牧栏是效果较为显著的一项。到1989年底，我国安装太阳能电池1 100千瓦。

3.太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯。因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。

四、光化学转化利用太阳能

通过光解或电解作用的热化学方法制造氢气。是太阳能利用的另一个方法。由于氢是一种清洁燃料，它唯一的副产品是水，所以太阳能光热制氢对未来能源发展具有战略意义。

五、太阳能利用新进展

日前从上海市科委获悉，华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功“再造”叶绿体，以极其低廉的成本实现光能发电。

在上海市纳米专项基金的支持下，经过三年多实验与探索，这块仿生太阳能电池的光电转化效率已超过10%，接近11%的世界最高水平。

太阳能是一种洁净和可持续产生的能源，发展太阳能科技可减少在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题。

参考文献：

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2.余慧娟.您组织的小组合作学习是有效的吗.人民教育.

3.地理课程标准研修.教育部基础教育司，教育部师范教育司组织.北京：高等教育出版社，2004（7）.

4.温彭年，贾国英.合作学习模式.教育理论与实践，2002（5）.

（作者单位：山东省利津县第二中学）