中国西部的太阳能有多厉害?

 
楼主   帖子创建时间:  2022-09-21 10:49 回复:0 关注量:48

 

在刚刚过去的夏季,“高温”是不会被人忘记的关键词。虽说除青藏高原之外,夏季的中国各地普遍高温,但动辄长达一周的40多度高温实属罕见,多个国家气象站日最高气温持平或突破历史极值。




高温天气,意味着用电量的增加、平均降水量和主要江河水量的大幅减少,连水电大省四川也面临着拉闸的风险。




人们把目光投向了太阳能,从常理上看,高温之下最不缺的就是日照。其实,中国西部的太阳能资源储量一直处在领先地位。




太阳能的发展史




早在3000多年前,人类就开始利用太阳能了。西周时期,我们的祖先就用凹面铜镜会聚阳光点燃艾绒取得火种,即“阳燧取火”技术,并设有专门掌管阳燧的官。






东汉阳燧。来源/天津博物馆




现代意义上的太阳能发电,起源于光生伏特效应的发现。1839年,年仅19岁的法国科学家亚历山大·埃德蒙·贝克雷尔在他父亲的实验室中,缓慢地将两片铂金属电极插入到氯化银酸性溶液中。在测量这些电极之间流动的电流时,他发现,光线中的电流略大于黑暗中的电流——他将这种现象被命名为光生伏特效应(简称“光伏效应”)。




19世纪60年代后期,麦克斯韦等科学家发现,半导体材料硒的电导率会受光的影响。随后,英国科学家威廉·格里尔斯·亚当斯和他的学生理查德·埃文斯·戴发现,硒在光线下会产生电能,证明了固体金属可以直接将光转换为电能。






法国科学家亚历山大·埃德蒙·贝克雷尔。来源/维基百科




光伏效应发现的43年后,美国科学家查尔斯·弗里茨在锗片镀上一层硒金属电极,发明了第一块光伏电池。但如同多数早期科学发明的一样,它成本高且效率低。尽管如此,这个发明还是打开了一道大门:光确实能够转化为电,输出电能。弗里茨将一块电池寄送给当时著名的科学家西门子,西门子对这一发明大加赞赏,同时也推动了一些科学家开始对光电效应进行基础性研究。




光电效应的发展离不开理论的支撑。1907年,爱因斯坦提供了基于光子量子假设的光电效应的理论解释;1912~1916年,美国实验物理学家罗伯特·米利肯通过实验证实了爱因斯坦对光电效应的猜想。光伏发展由此步入快车道。




就在同时,1916年,波兰化学家扬·柴可拉斯基发现了提纯单晶硅的拉晶工艺,为光伏技术提供了材料基础。1934年,科学家们开始对薄膜太阳能电池进行研究,发现通过在材料中掺金属杂质可以提高发电效率。1940年,美国半导体专家拉塞尔·奥尔制造出固态二极管的基本结构p-n结,这为太阳能电池的发明和制造奠定了坚实基础,推进了光伏发电向工业领域的进发。




理论、实验结果都基本成熟后,科学家们下一步就是研究如何将这样一种取之不尽、用之不竭的能源引入工业领域。1953年,美国物理学家达里尔·查宾、杰拉尔德·皮尔森和化学家卡尔文·绍瑟·福勒制造出晶体硅太阳能电池。从此,太阳能电池逐渐走向工业领域。




太阳能电池的首次“规模使用”,是在航天领域。它最早在1958年被应用在美国发射的人造卫星上,随后,几乎所有的人造卫星、航天飞机、空间站等太空飞行器都利用光伏电池作为主要的电源,各国航空事业的发展促进了光伏发电技术和应用的发展。例如1971年,我国首次成功将太阳电池应用于实践一号上。




中国光伏技术的地面应用始于1973年,但由于应用领域狭窄,产品价格较高,市场发展缓慢,还未形成一个产业。我们在“六五”(1981~1985)和“七五”(1986~1990)期间对光伏应用示范项目开始给予支持,对光伏产业的发展有一定促进作用。



    


 
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