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转载 日本开拓“太阳能田”与“小溪发电”
qlms 2009-11-4 12:31
本文转载于联合早报,网址 http://www.zaobao.com/gj/gj091104_001.shtml 黑体字为强调部分。第一段黑体字,可以看出日本对环保问题的重视;第二部分,可以看出日本对高科技的态度,那就是在仔细甄别优劣之后,才会大规模推广,而不是简单的引进。 ● 符祝慧    日本首相鸠山由纪夫上台后致力于提倡废气减排,为山清水秀的日本山梨县带来了环保新动力。该县把日照时间最长的地区打造成 太阳能田 ,并利用人们平时散步欣赏风景的小溪流水来发电。   在这个枫叶刚染成淡红的初秋时分,记者来到东京以西 100 公里的山梨县。远处可见气势雄伟的富士山,山梨县在蓝天白云下被群山环抱,阳光洒落下来,稻田泛着金光。   山梨县县长横内正明 珍惜这好山好水好风光 , 一手策划和推动 地球暖化行动计划 。他接受本报采访时说,该县要成为日本第一节能区;到 2020 年,废气排放量要比 1990 年水平低 24.4% 。另外,该县还将通过森林吸收二氧化碳,同时普及洁净电能的使用,要在 2050 年达到零排放的最终目标 。   山梨县的北杜市乃是日本日照时间最长的地方,日本电讯公司 NTT 早在 2006 年选中那里的一片旷野建设太阳能研究基地。记者前去采访,看到的并非一间间的实验室,而是一排排的太阳能板。   在这片人称 太阳能田 的研究基地,共安置了 4200 片不同类型的太阳能板。它们来自 9 个国家,共有 26 种类型,其中最新的太阳能板可随着日出日落旋转方向。   研究主管名仓将司说: 我们希望有朝一日,日本能研发出一种不受气候影响的发电系统。我们每天记录各类太阳能板的发电量,不断分析优缺点。这种工作有如在药房调药方,为的是能开发一组能稳定供电的太阳板系统,好让日本今后成功建设太阳能发电厂。   除了利用太阳能,山梨县都留市更拿出看家本领,致力于利用水力发电。都留市地形比其他县城高,是研究水力发电的好地方。日本一家专门开发水力发电设备的公司 SEABELL ,把该县小溪最多的地区当成实验场,世界上第一台能设在沟渠里发电的小型流水发电机 Stream 就在这座小镇上诞生。   公司负责人说: 只要有 6 吨的水以每小时 2 米速度流动,就能产生 1.8 瓦特电流。将这一简易水流发电装置设在路边沟渠里,可用来提供路灯照明。 为配合节能运动,都留市已在政府办公厅安装水车,为办公楼提供等于用电量 14% 的电能。该市政策科高级主管中野一成说: 我们的目标是要在各住宅区内建设水力发电设备。
个人分类: 联合早报网|3047 次阅读|3 个评论
[转载]Andasol 1号:最大的太阳能热发电示范厂正式投产运营
helmholtz 2009-10-17 14:03
2009 年 7 月 1 日 Andasol 1 号: 50 万平方米收集阳光的镜子 2009 年 7 月 1 日 ,太阳能热电厂 Andasol 1 在西班牙在安达卢西亚格拉纳达省正式竣工。 Andasol 1 是世界上目前最大的太阳能热发电厂。德国航空航天中心的科研人员大量参与了关键技术的开发,并按照与项目开发商 “ 太阳千年世纪公司 ” 的合同通过卫星数据选择了合适地点。此外他们的测量方法辅助了抛物线集热槽精确施工。 供 20 万人口使用的气候友好的电能 Andasol 1 号可向 20 万人口提供气候友好的电能。由此可以使每年节省 15 万吨二氧化碳的排放。在接近 2 平方公里的地面上安装了 600 余个抛物槽集热器,其中每个单元是 150 米 长 5.7 米 宽。总共的反射镜面总面积超过 50 万平方米。 在这个巨大的太阳能阵列之间还安装有一套储热系统。这里是两个巨大的 14 米 高和 36 米 直径的大罐子,可以把中午时分的多余能量储存在熔盐中。太阳能可以把盐加热到摄氏 390 度。电站可以凭着储存热量在太阳下山之后继续提供 7.5 小时的满负荷电力( 50 兆瓦) - 这种可预期的产电模式是是太阳能热发电相比风力或光伏发电系统的一个重大的优势。 更多的太阳能热发电站已经在规划中 除了这第一座商业运行的电厂 Andasol 1 号之外,在同一地点已另有两座太阳能电站也正在建设中: Andasol 2 号将于今年提供 50 兆瓦电力, Andsol 3 预计将在 2011 年年初另行供电 50 兆瓦。 德国航空航天中心的科学家被委托物色最佳位置 依据与项目开发商太阳能千年公司的合同,在德宇航的技术热力学所太阳能研究部的工作人员,从离科研站 ' 阿尔梅里亚太阳能研究平台 ' 大约 50 公里 远的地方寻找合适的厂址。决定的依据是德宇航根据地面测量站的气象测量以及长年卫星观测数据而测算出的长年太阳能统计平均值。 精确的抛物面提高了能量效益 抛物面跟踪太阳的移动 西班牙建筑集团 ACS 在进行设备的安装施工期间,还采用了德宇航研制的用于抛物面集热器精确安装的快速光学测量方法。准确到位的安排可以把能量采集效率提高百分之十,因此对于设备的经济运行非常关键。 集热器技术的研发也是由德国航空航天中心在联邦环境部的数个支持项目下开展的。因此,项目的工业合作伙伴在参与了集热反射器的样机以及集热管设计和测试时,都得到了在西班牙阿尔梅里亚太阳能测试中心的德国航空航天中心工作人员的支持。 这个电站的总投资大约 3 亿欧元。 Andasol-1 电站项目的一个重要资助来自于欧盟,它对这个 Andasol 项目投入了五百万欧元的筹备以及科研配套经费。 精密的镜面保证高的经济效益 集热式太阳能发电 Andasol 1 号是一个太阳能抛物槽式热发电厂。这种情况下共焦的镜子以抛物截面形态形成一个长槽。槽的每个单元,即集热器,可以围绕太阳长轴旋转。这样垂直投射在槽开口处太阳光能够以点或线的形式被聚焦 80 倍。在聚焦线的位置是吸热管,这是一个由绝热并且抽真空的玻璃管包裹的钢管,钢管的表面镀有一个有利于光辐射的吸收并转换为热的特殊涂层。由此其表面温度可以大大超过 400 摄氏度。在这些吸热的钢管内部流动的是被加热到近 400 度高温的所谓 “ 热油 ” ,它又把收集的热传导到换热器,后者产生高温高压的蒸汽。同常规电厂一样,蒸汽驱动耦合发电机的汽轮机,电就这么发出来了。
个人分类: 2009年科技新闻|2941 次阅读|0 个评论
[转载]柏林Adlershof的“薄膜光伏电池周”
helmholtz 2009-10-17 12:25
( 2009年4月20 - 24日柏林) Adlershof 科技园区( Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof , 简称 WISTA )正成为一个世界领先的光伏研究和生产基地。亥姆霍兹柏林材料和能源中心(缩写 HZB )、柏林薄膜太阳能暨光伏纳米技术竞争力中心 PVcomB 以及太阳能信息服务龙头单位 Solarpraxis4 月 20-24 日在此举办了“薄膜光伏周。” 在一周时间里,进行了得到一见的围绕硅薄膜技术的基础和材料学研究的丰富讨论和报告,包括涉及整个薄膜光伏领域的关于生产和市场方面的主题。 “这次活动的主题之丰富以及来自科研、工程技术和企业界的与会专家的水平之高使这个活动周成为全球范围内难得一见的大事” PVcomB 的主任 Rutger Schlatmann 博士评论说。本次“薄膜光伏周”由贯穿以小组讨论和傍晚活动的三场活动联合构成: 1. “首届Staebler - Wronski效应国际研讨会” (1 st IWSWE ) 20-23 2009年4月(组办单位: HZB 硅光电研究所) Staebler - Wronski 效应(缩写为 SWE ),指的是当光照在非晶硅( a-Si )上面时会引起了材料的变化,该现象已被发现 30 多年、但是在细节上仍未被人们理解。若是能够避免 SWE 效应,就可以明显地提高薄膜硅太阳能电池的转换效率,从而降低 a - Si 薄膜模块的成本。联邦教育与研究部( BMBF )自 2008 年起就对“ EPR 太阳能”科研协作网提供资助。来自 HZB 的“ EPR 太阳能”的发言人 Klaus Lips 博士说 :“我们要与最负盛名的科学家一起找出究竟是什么导致了 SWE 效应。我们尤其高兴的是, SWE 效应的发现人 Christopher Wronski 教授也将参加我们的研讨会并与我们积极交流。” 2. “第二届薄膜硅太阳能电池国际研讨会”(IWTFSSC - 2) 4月21-24日(举办单位: PVcomB ) 这个侧重技术的研讨会将研讨硅薄膜模块的方方面面:从基板、吸收层(阳光转换成电的部位)直到加装引线和封装。国际知名专家将在这里与主流生产厂商的首席开发人员碰面。本会的科学委员会主席 Bernd Rech 教授, HZB 中心的研究所所长同时也是 PVcomB 的发起人之一,兴奋地说:“硅薄膜行业的所有知名专家将来这里进行为期一周的聚会。这次研讨会触及的正是处于竞争前研究与全球性经济竞赛之间的最吸引人的衔接部分。” 3 .薄膜产业论坛 - 4 月 22-24 日(主办单位: Solarpraxis ) “薄膜产业论坛”提供了一个有关薄膜光电产业的独特的概貌 – 从政策框架到全球市场趋势、从筹资和开支到产能、原材料供应、质量保证和回收利用。该论坛将提供一个令太阳能产业与来自政治,金融,媒体和产业供货商代表共同相聚的良机。 Adlershof 的这次会议预期将迎来大约 300 名来自世界各地的与会者。( 2009年4月20 - 24日柏林) Adlershof科技园区( Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof,简称WISTA )正成为一个世界领先的光伏研究和生产基地。亥姆霍兹柏林材料和能源中心(缩写HZB)、柏林薄膜太阳能暨光伏纳米技术竞争力中心PVcomB以及太阳能信息服务龙头单位Solarpraxis4月20-24日在此举办了“薄膜光伏周。” 在一周时间里,进行了得到一见的围绕硅薄膜技术的基础和材料学研究的丰富讨论和报告,包括涉及整个薄膜光伏领域的关于生产和市场方面的主题。 “这次活动的主题之丰富以及来自科研、工程技术和企业界的与会专家的水平之高使这个活动周成为全球范围内难得一见的大事” PVcomB的主任Rutger Schlatmann博士评论说。本次“薄膜光伏周”由贯穿以小组讨论和傍晚活动的三场活动联合构成: 1. “首届Staebler - Wronski效应国际研讨会” (1st IWSWE ) 20-23 2009年4月(组办单位: HZB 硅光电研究所) Staebler - Wronski效应(缩写为SWE),指的是当光照在非晶硅(a-Si)上面时会引起了材料的变化,该现象已被发现30多年、但是在细节上仍未被人们理解。若是能够避免SWE效应,就可以明显地提高薄膜硅太阳能电池的转换效率,从而降低a - Si薄膜模块的成本。联邦教育与研究部(BMBF)自2008年起就对“EPR太阳能”科研协作网提供资助。来自HZB的“EPR太阳能”的发言人Klaus Lips博士说:“我们要与最负盛名的科学家一起找出究竟是什么导致了SWE效应。我们尤其高兴的是,SWE效应的发现人Christopher Wronski教授也将参加我们的研讨会并与我们积极交流。” 2.“第二届薄膜硅太阳能电池国际研讨会”(IWTFSSC - 2) 4月21-24日(举办单位: PVcomB ) 这个侧重技术的研讨会将研讨硅薄膜模块的方方面面:从基板、吸收层(阳光转换成电的部位)直到加装引线和封装。国际知名专家将在这里与主流生产厂商的首席开发人员碰面。本会的科学委员会主席Bernd Rech教授,HZB中心的研究所所长同时也是PVcomB的发起人之一,兴奋地说:“硅薄膜行业的所有知名专家将来这里进行为期一周的聚会。这次研讨会触及的正是处于竞争前研究与全球性经济竞赛之间的最吸引人的衔接部分。” 3.薄膜产业论坛- 4月22-24日(主办单位:Solarpraxis ) “薄膜产业论坛”提供了一个有关薄膜光电产业的独特的概貌 –从政策框架到全球市场趋势、从筹资和开支到产能、原材料供应、质量保证和回收利用。该论坛将提供一个令太阳能产业与来自政治,金融,媒体和产业供货商代表共同相聚的良机。Adlershof的这次会议预期将迎来大约300名来自世界各地的与会者。
个人分类: 2009年科技新闻|2894 次阅读|0 个评论
太阳能电池发展时间表
yahuang 2009-9-22 09:15
The timelineTimeline A timeline is a graphical representation of a chronological sequence of events, also referred to as a chronology. It can also mean a schedule of activities, such as a timetable.... of solar cellSolar cell A solar cell or photovoltaic cell is a device that converts sunlight directly into electricity by the photovoltaic effect. Sometimes the term solar cell is reserved for devices intended specifically to capture energy from sunlight, while the term photovoltaic cell is used when the source is unspecified.... s begins in the 1800s when it is observed that the presence of sunlight is capable of generating usable electrical energy. Solar cells have gone on to be used in many applications. They have historically been used in situations where electrical power from the grid is unavailable. The last world record achieved in solar cell efficiency appears in bold. arex Corp.(Enron/Amoco)v.Arco Solar, Inc.Ddel, 805 Fsupp 252 Fed Digest. Discussion Ask a question about 'Timeline of solar cells'Start a new discussion about 'Timeline of solar cells'Answer questions from other usersFull Discussion Forum Encyclopedia The timelineTimeline A timeline is a graphical representation of a chronological sequence of events, also referred to as a chronology. It can also mean a schedule of activities, such as a timetable.... of solar cellSolar cell A solar cell or photovoltaic cell is a device that converts sunlight directly into electricity by the photovoltaic effect. Sometimes the term solar cell is reserved for devices intended specifically to capture energy from sunlight, while the term photovoltaic cell is used when the source is unspecified.... s begins in the 1800s when it is observed that the presence of sunlight is capable of generating usable electrical energy. Solar cells have gone on to be used in many applications. They have historically been used in situations where electrical power from the grid is unavailable. The last world record achieved in solar cell efficiency appears in bold. Timeline 1800s 1839 - Alexandre Edmond BecquerelA. E. Becquerel Alexandre-Edmond Becquerel was a France physicist who studied the solar spectrum, magnetism, electricity, and optics. He is known for his work in luminescence and phosphorescence.... observes the photoelectric effectPhotoelectric effect The photoelectric effect is a phenomenon in which electrons are emitted from matter after the absorption of energy from electromagnetic wave such as x-rays or visible light.... via an electrode in a conductive solution exposed to light. 1873 - Willoughby SmithWilloughby Smith Willoughby Smith was an English electrical engineer who discovered the photoconductivity of the element selenium. This discovery led to the invention of photoelectric cells, including those used in the earliest television systems.... finds that seleniumSelenium Selenium is a chemical element with the atomic number 34, represented by the chemical symbol Se, an atomic mass of 78.96. It is a nonmetal, chemically related to sulfur and tellurium, and rarely occurs in its elemental state in nature.... is photoconductive. 1877 - W.G. Adams and R.E. Day observed the photovoltaic effect in solid seleniumSelenium Selenium is a chemical element with the atomic number 34, represented by the chemical symbol Se, an atomic mass of 78.96. It is a nonmetal, chemically related to sulfur and tellurium, and rarely occurs in its elemental state in nature.... , and published a paper on the selenium cell. 'The action of light on selenium,' in Proceedings of the Royal Society, A25, 113. 1883 - Charles FrittsCharles Fritts Charles Fritts was an American inventor credited with creating the first working solar cell in 1884.Fritts coated the semiconductor material selenium with an extremely thin layer of gold.... develops a solar cell using selenium on a thin layer of gold to form a device giving less than 1% efficiency. 1887 - Heinrich Hertz investigates ultraviolet light photoconductivity. 1887 - James Moser reports dye sensitised photoelectrochemical cell. 1888 - Edward WestonEdward Weston (chemist) Edward Weston was an English chemist noted for his achievements in electroplating and his development of the electrochemical cell, named the Weston cell, for the voltage standard.... receives patent US389124, Solar cell, and US389125, Solar cell. 1894 - Melvin Severy receives patent US527377, Solar cell, and US527379, Solar cell. 1897 - Harry Reagan receives patent US588177, Solar cell.. 1900-1929 1901 - Nikola TeslaNikola Tesla Nikola Tesla was an inventor and a mechanical engineer and electrical engineer. Tesla was born in the village of Smiljan near the town of Gospic, in Croatia .... receives the patent US685957, Apparatus for the Utilization of Radiant Energy, and US685958, Method of Utilizing of Radiant Energy. 1902 - Philipp von Lenard observes the variation in electron energy with light frequency. 1904 - Albert EinsteinAlbert Einstein Albert Einstein was a Germany-born theoretical physics. He is best known for his theory of relativity and specifically mass?energy equivalence, expressed by the equation E = mc2.... publishes a paper on the photoelectric effect. Wilhelm Hallwachs makes a semiconductor-junction solar cell (copperCopper Copper is a chemical element with the symbol Cu and atomic number 29.It is a ductile metal with very high thermal and electrical conductivity.... and copper oxideCopper oxide Copper oxide can refer to*Copper oxide , a red powder;*Copper oxide , a black powder.... ). 1913 - William CoblentzWilliam Coblentz William Weber Coblentz was an United States physicist notable for his contributions to infrared radiometry and spectroscopy.... receives US1077219, Solar cell. 1914 - Sven Ason Berglund patents methods of increasing the capacity of photosensitive cells. 1916 - Robert MillikanRobert Millikan Robert Andrews Millikan was an United States experimental physics, and Nobel Prize for Physics in physics for his measurement of the charge on the electron and for his work on the photoelectric effect.... conducts experiments and proves the photoelectric effect. 1918 - Jan CzochralskiJan Czochralski Jan Czochralski was a Poland chemistry who invented the Czochralski process, which is used to grow single crystals and is used in the production of semiconductor wafers.... , a Polish scientist, produces a method to grow single crystals of metal. Decades later, the method is adapted to produce single-crystal silicon. 1920s - Solar water-heating systems, utilizing flat collectors (or flat-plate collectors), relied upon in homes and apartment buildings in FloridaFlorida Florida is a U.S. state located in the Southeastern United States of the United States, bordering Alabama to the northwest and Georgia to the northeast.... and southern CaliforniaCalifornia California is a U.S. state on the West Coast of the United States of the United States, along the Pacific Ocean. It is bordered by Oregon to the north, Nevada to the east, Arizona to the southeast, and to the south the Mexico state of Baja California.... . 1930-1959 1932 - Audobert and Stora discover the photovoltaic effect in Cadmium selenideCadmium selenide Cadmium selenide is a solid, binary compound of cadmium and selenium. Common names for this compound are cadmium selenide, cadmium selenide, and cadmoselite .... (CdSe), a photovoltaic material still used today. 1946 - Russell OhlRussell Ohl Russell Ohl was an American engineer who is generally recognized for patenting the modern solar cell . Ohl was a notable semiconductor researcher prior to the invention of the transistor.... receives patent US2402662, Light sensitive device. 1948 - Gordon TealGordon K. Teal Gordon Kidd Teal invented a method of applying the Czochralski method to produce extremely pure germanium single crystals used in making greatly improved transistors.... and John Little adapt the Czochralski method of crystal growth to produce single-crystalline germanium and, later, silicon. 1950s - Bell LabsBell Labs Bell Laboratories is the research organization of Alcatel-Lucent and previously of the American Telephone Telegraph Company .Bell Laboratories has had its headquarters at Berkeley Heights, New Jersey, and it has research and development facilities throughout the world.... produce solar cells for space activities. 1953 - Gerald Pearson begins research into lithiumLithium Lithium is a chemical element with the symbol Li and atomic number 3. It is a soft alkali metal with a silver-white color. Under standard conditions for temperature and pressure, it is the lightest metal and the least dense solid element.... -siliconSilicon Silicon is the most common metalloid. It is a chemical element, which has the symbol Si and atomic number 14. The atomic mass is 28.0855.... photovoltaic cells. 1954 - Bell LabsBell Labs Bell Laboratories is the research organization of Alcatel-Lucent and previously of the American Telephone Telegraph Company .Bell Laboratories has had its headquarters at Berkeley Heights, New Jersey, and it has research and development facilities throughout the world.... announces the invention of the first modern silicon solar cell. Shortly afterwards, they are shown at the National Academy of Science Meeting. These cells have about 6% efficiency. The New York Times forecasts that solar cells will eventually lead to a source of limitless energy of the sun. 1955 - Western ElectricWestern Electric Western Electric Company was an United States electrical engineering company, the manufacturing arm of American Telephone Telegraph from 1881 to 1995.... licences commercial solar cell technologies. Hoffman Electronics-Semiconductor Division creates a 2% efficient commercial solar cell for $25/cell or $1,785/Watt. 1957 - ATT assignors (Gerald L. Pearson, Daryl M. Chapin, and Calvin S. Fuller) receive patent US2780765, Solar Energy Converting Apparatus. They refer to it as the solar batteryBattery (electricity) In electronics, a battery or voltaic cell is a combination of one or more electrochemical cell Galvanic cells which store chemical energy that can be converted into electric potential energy, creating electricity.... . Hoffman Electronics creates an 8% efficient solar cell. 1958 - T. Mandelkorn, U.S. Signal Corps Laboratories, creates n-on-p silicon solar cells, which are more resistant to radiation damage and are better suited for space. Hoffman Electronics creates 9% efficient solar cells. Vanguard I, the first solar powered satellite, was launched with a 0.1W, 100 cm² solar panel. 1959 - Hoffman Electronics creates a 10% efficient commercial solar cell, and introduces the use of a grid contact, reducing the cell's resistance. 1960-1979 1960 - Hoffman Electronics creates a 14% efficient solar cell. 1961 - Solar Energy in the Developing World conference is held by the United NationsUnited Nations The United Nations is an international organization whose stated aims are to facilitate cooperation in international law, international security, economic development, Social change, human rights and achieving world peace.... . 1962 - The TelstarTelstar Telstar was the first active communications satellite, and the first satellite designed to transmit telephone and high-speed data communications.... communications satellite is powered by solar cells. 1963 - Sharp CorporationSharp Corporation is a Japanese electronics manufacturer, founded in 1912.It takes its name from one of its founder's first inventions, the Ever-Sharp mechanical pencil, which was invented by Tokuji Hayakawa in 1915.... produces a viable photovoltaic module of silicon solar cells. 1964 - Farrington DanielsFarrington Daniels Farrington Daniels , an American physical chemist, is considered one of the pioneers of the modern direct use of solar energy.... ' landmark book, Direct Use of the Sun's Energy, published by Yale University PressYale University Press Yale University Press is a book publisher 1908 in literature by George Parmly Day. It became an official Academic department of Yale University 1961 in literature, but remains financially and operationally autonomous.... . 1967 - Soyuz 1Soyuz 1 Soyuz 1 was part of the Soviet Union's space program and was launched into orbit on April 23, 1967, carrying a single astronaut, Colonel Vladimir Mikhaylovich Komarov, who was killed when the spacecraft crashed during its return to Earth.... is the first manned spacecraft to be powered by solar cells 1967 - Akira FujishimaAkira Fujishima is a Japanese chemist, professor emeritus, University of Tokyo.He is known for his significant contributions in discovery and research of photocatalytic and superhydrophilic properties of titanium dioxide.... discovers the Honda-Fujishima effect which is used for hydrolysisHydrolysis Hydrolysis is a chemical reaction during which one or more water are split into hydrogen and hydroxide ions which may go on to participate in further reactions.... in the photoelectrochemical cellPhotoelectrochemical cell Photoelectrochemical cells or PECs are solar cells which generate electrical energy from light, including visible light. Each cell consists of a semiconducting photoanode and a metal cathode immersed in an electrolyte.... . 1970 - First highly effective GaAsGaas Gaas is a Communes of France in the Landes Departments of France in Aquitaine in southwestern France.... heterostructure solar cells are created by Zhores Alferov and his team in the USSR. 1971 - Salyut 1Salyut 1 Salyut 1 was the first space station of any kind, and the first Soviet space station. It was launched on April 19, 1971. Its first crew launched in Soyuz 10 but was unable to board it due to a failure in the docking mechanism; its second crew launched in Soyuz 11 and remained on board for 23 productive days.... is powered by solar cells. 1973 - SkylabSkylab Skylab was the first space station the United States launched into orbit, and the second space station ever visited by a human crew. The 100 ton space station was in Earth's orbit from 1973 to 1979, and it was visited by crews three times in 1973 and 1974.... is powered by solar cells. 1974 - Florida Solar Energy CenterFlorida Solar Energy Center The Florida Solar Energy Center is the largest and most active state-supported renewable energy and energy efficiency research, training, testing and certification institute in the United States.... begins . 1974 - J. BaldwinJ. Baldwin James Tennant Baldwin is an American industrial designer and writer. Baldwin was a student of Buckminster Fuller; Baldwin's work has been inspired by Fuller's principles and has popularized and interpreted Fuller's ideas and achievements.... , at Integrated Living Systems, co-develops the world's first building (in New Mexico) heated and otherwise powered by solar and wind powerWind power Wind power is the conversion of wind energy into a useful form, such as electricity, using wind turbines. At the end of 2008, worldwide nameplate capacity of wind-powered generators was 120.8 gigawatts.... exclusively. 1976 - David Carlson and Christopher Wronski of RCA Laboratories create first amorphous silicon PV cells, which have an efficiency of 1.1%. 1977 - The Solar Energy Research InstituteNational Renewable Energy Laboratory The National Renewable Energy Laboratory , located in Golden, Colorado, as part of the U.S. Department of Energy, is the United States' primary laboratory for renewable energy and energy efficiency research and development.... is established at Golden, ColoradoGolden, Colorado The historic City of Golden is a Colorado municipalities#Home_Rule_Municipality that is the county seat of Jefferson County, Colorado, Colorado, United States.... . 1977 - President Jimmy CarterJimmy Carter James Earl Jimmy Carter, Jr. served as the List of Presidents of the United States President of the United States from 1977 to 1981 and was the recipient of the 2002 Nobel Peace Prize.... installs solar panelPhotovoltaic module In the field of photovoltaics, a photovoltaic module or photovoltaic panel is a packaged interconnected assembly of photovoltaic cells, also known as solar cells.... s on the White HouseWhite House The White House is the official residence and principal workplace of the President of the United States. Located at 1600 Pennsylvania Avenue in Washington, D.C., it was built between 1792 and 1800 of white-painted Aquia sandstone in the late Georgian architecture and has been the executive residence of every U.S.... and promotes incentives for solar energy systems. 1977 - The world production of photovoltaic cells exceeded 500 kW Late 1970s: the Energy Crisis1979 energy crisis The 1979 oil crisis in the United States occurred in the wake of the Iranian Revolution. Amid massive protests, the Shah of Iran, Mohammad Reza Pahlavi, fled his country in early 1979, allowing Ayatollah Khomeini to gain control.... ; groundswell of public interest in solar energy use: photovoltaic and active and passive solar, including in architecture and off-grid buildings and home sites. 1980-1999 1980 - The Institute of Energy Conversion at University of Delaware develops the first thin-film solar cell exceeding 10% efficiency using Cu2S/CdS technology. 1982 - Spherical solar cell was developed. 1983 - Worldwide photovoltaic production exceeds 21.3 megawatts, and sales exceed $250 million. 1984 - 30,000 SF Building-Integrated Photovoltaic Roof completed for the Intercultural Center of Georgetown University. At the time of the 20th Anniversary Journey by Horseback for Peace and Photovoltais in 2004 it was still generating an average of one MWh daily as it has for twenty years in the dense urban environment of Washington, DC. 1984 - Amoco Oil pulled factory loan to takeover of Solarex Corporation factory in Frederick, Maryland. 1985 - 20% efficient silicon cells are created by the Centre for Photovoltaic Engineering at the University of New South WalesUniversity of New South Wales The University of New South Wales, also known as UNSW or colloquially as New South, is a university situated in Kensington, New South Wales, a suburb in Sydney, New South Wales, Australia.... . 1986 - 'Solar-Voltaic DomeTM' patented by Lt. Colonel Richard T. Headrick of Irvine, CA as an efficient architectural configuration for building-integrated photovoltaics ; Hesperia, CA field array. 1988-1991 AMOCO/Enron used Solarex patents to sue ARCO Solar out of the business of a-Si, see Solarex Corp.(Enron/Amoco)v.Arco Solar, Inc.Ddel, 805 Fsupp 252 Fed Digest. ) 1989 - Reflective solar concentrators are first used with solar cells. 1990 - The Cathedral of MagdeburgCathedral of Magdeburg The Evangelical Church in Germany Cathedral of Magdeburg , officially called the Cathedral of Saints Catherine and Maurice , is one of the oldest Gothic architecture cathedrals in Germany.... installs solar cells on the roof, marking the first installation on a church in East Germany. 1991 - Efficient Photoelectrochemical cells are developed; the Dye-sensitized solar cell is invented. 1991 - PresidentPresident President is a title held by many leaders of organizations, company, trade unions, university, and country. Etymology, a president is one who Wiktionary:Preside, who sits in leadership .... George H. W. BushGeorge H. W. Bush George Herbert Walker Bush served as the List of Presidents of the United States President of the United States from 1989 to 1993. Bush held a variety of political positions prior to his presidency, including Vice President of the United States in the administration of Ronald Reagan and Director of Central Intelligence under Gerald R.... directs the U.S. Department of Energy to establish the National Renewable Energy LaboratoryNational Renewable Energy Laboratory The National Renewable Energy Laboratory , located in Golden, Colorado, as part of the U.S. Department of Energy, is the United States' primary laboratory for renewable energy and energy efficiency research and development.... (transferring the existing Solar Energy Research Institute). 1992 - University of South Florida fabricates a 15.89-percent efficient thin-film cell 1993 - The National Renewable Energy LaboratoryNational Renewable Energy Laboratory The National Renewable Energy Laboratory , located in Golden, Colorado, as part of the U.S. Department of Energy, is the United States' primary laboratory for renewable energy and energy efficiency research and development.... 's Solar Energy Research Facility is established. 1994 - NREL develops a GaInP/GaAs two-terminal concentrator cell (180 suns) which becomes the first solar cell to exceed 30% conversion efficiency. 1996 - The National Center for Photovoltaics is established. Graetzel, cole Polytechnique Fdrale de Lausannecole polytechnique fdrale de Lausanne The ?cole Polytechnique F?d?rale de Lausanne is one of the two Swiss Federal Institutes of Technology and is located in Lausanne, Switzerland.... , LausanneLausanne Lausanne is a city in Romandy, the French language-speaking part of Switzerland, situated on the shores of Lake Geneva , and facing ?vian-les-Bains and with the Jura mountains to its north-west.... , Switzerland achieves 11% efficient energy conversion with dye-sensitized cells that use a photoelectrochemical effect. 1998 - August and September University of New South Wales made premiere offering of on-line 'Advanced Photovoltaics Short Course' 1998 - Historic Joint Agency Rulemaking into the Role of the Utility Distribution Company in Distributed Generation before the California Public Utilities Commission 98-12-015 and 99-10-025; California Energy Commission 99-DIST-GEN(1) and 99-DIST-GEN(2); California Oversight Board 99-1-A-DG 1999 - Total worldwide installed photovoltaic power reached 1000 megawatts. 2000 2002 President George W. Bush installed a 9 kW 'building-integrated photovoltaics' panel on the roof of a grounds maintenance building at the White House for the National Parks Service. Also installed were two solar water heating systems. 2004 March California Governor Arnold Schwarzenegger proposed Solar Roofs Initiative for one million solar roofs in California by 2017. June 1 Kansas Governor Kathleen Sebelius issued a mandate for 1,000 MWp renewable electricity in Kansas by 2015 per Executive Order 04-05 2006 Polysilicon use in photovoltaicsPhotovoltaics Photovoltaics is the field of technology and research related to the application of solar cells for energy by converting sunlight directly into electricity.... exceeds all other polysilicon use for the first time. January 12 California Public Utilities Commission approved the California Solar Initiative (CSI), a comprehensive $2.8 billion program that provides incentives toward solar development over 11 years. December 5 New World Record Achieved in Solar Cell Technology - New Solar Cell Breaks the 40 Percent Efficient Sunlight-to-Electricity Barrier. 2007 Investors begin offering free installation in return for a long term Power Purchase AgreementPower Purchase Agreement A Power Purchase Agreement is a legal contract between an electricity generator and a host site owner or lessor. The host site owner or lessor purchases energy or capacity from the PPA Provider .... (PPA). April 23 Start of construction of Nellis Solar Power PlantNellis Solar Power Plant The Nellis Solar Power Plant is the largest solar photovoltaic system in North America, and is located within Nellis Air Force Base in Clark County, Nevada, Nevada, on the northeast side of Las Vegas, Nevada.... , a 15 MW PPA installation. 5 MW began operation on October 12, and the final third was completed in December. May The Vatican announced that in order to conserve Earth's resources they would be installing solar panels on some buildings, in a comprehensive energy project that will pay for itself in a few years. June 18 GoogleGoogle Google Inc. is an United States public company, earning revenue from AdWords related to its Google search, Gmail, Google Maps, Google Apps, Orkut, and YouTube services as well as selling advertising-free versions of the Google Search Appliance.... solar panel project begins operation . July 30 University of Delaware claims to achieve new world record in Solar Cell Technology without independent confirmation - 42.8% efficiency. December 18 NanosolarNanosolar Nanosolar is a developer of solar power technology. Based in San Jose, California, CA, Nanosolar has developed and commercialized a low-cost printed electronics solar cell manufacturing process.... ships the first commercial printed CIGSCopper indium gallium selenide Copper indium selenide redirects here.Copper indium gallium selenide is a I-III-VI compound semiconductor material composed of copper, indium, gallium, and selenium.... , claiming that they will eventually ship for less than $1/WattWATT WATT is a radio station broadcasting a News radio-Talk radio-Sports radio format. Licensed to Cadillac, Michigan, it first began broadcasting in 1945.... . However, the company does not publicly disclose the technical specifications or current selling price of the modules. 2008 August 13. New World Record Achieved in Solar Cell Efficiency: Scientists at the U.S. Department of Energy's National Renewable Energy LaboratoryNational Renewable Energy Laboratory The National Renewable Energy Laboratory , located in Golden, Colorado, as part of the U.S. Department of Energy, is the United States' primary laboratory for renewable energy and energy efficiency research and development.... (NREL) have set a world record in solar cell efficiency with a photovoltaic device that converts 40.8 percent of the light that hits it into electricity. The inverted metamorphic triple-junction solar cellMultijunction photovoltaic cell Multijunction photovoltaic cells are a sub-class of solar cell or photovoltaic cell developed for higher efficiency. These multijunction cells consist of multiple thin films produced using molecular beam epitaxy and / or Metalorganic vapour phase epitaxy.... was designed, fabricated and independently measured at NREL. http://www.absoluteastronomy.com/topics/Timeline_of_solar_cells http://www1.eere.energy.gov/solar/solar_time_1900.html http://knol.google.com/k/william-pentland/solar-energy/1g0rrsoesmjko/2?version=113 #
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太阳能利用怎么可与种大白菜比?
seacat 2009-9-7 12:47
题序:因为上午听了一个关于太阳能的报告,于是整理了一下最近看的相关新闻发到这里。 学者杨正瓴在 风能利用与地球自转变慢 中,提出: 2 )太阳能:目前还不知道过度利用的危害; 我的看法:这个利用过程给经济的影响将是长远的,无论是好的还是坏的! 同时李小文博主在 光伏大跃进,煞得住车吗 ?中也对这个问题提出了他的看法。 太阳能每秒钟到达地面的能量高达 80 万千瓦,假如把地球表面 0.1% 的太阳能转为电能,转变率 5% ,每年发电量可达 5.6 1012 千瓦小时,相当于目前世界上能耗的 40 倍。我国地处北半球,大部分地区位于北纬 45 以南,年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时 , 年日照时数大于 2000 小时,与青海,新疆,宁夏,甘肃,内蒙等地的总辐射量和日照时数同为全国最高,属世界太阳能资源丰富地区之一。我国陆地表面每年接收到的太阳能辐射能约为 5 1022 焦,相当于 2.4 万亿吨标准煤。 尽管我国有着很好的太阳能资源和太阳能电池的制造能力,但我国太阳能光伏产业的整体水平与发达国家还有很大的差距,这主要表现在:太阳能光伏产业链的上游即多晶硅原料的生产严重依赖进口,自给率仅为 2.6% ; 由于太阳能光伏发电的成本较高,全国目前太阳能发电的确规模还是很小,很难将太阳能发电普及。 事实上,自2005年以来,国内外太阳能电池行业的发展呈爆炸式增长,造成全球多晶硅原料紧缺,价格随之暴涨,每公斤价格达到400美元以上,结果也造成国内多晶硅原料生产企业遍地开花。 硅料生产投资一时趋于疯狂,先是2006年,由亚洲硅业和青海新能源集团共同出资,在西宁东川工业园开工建设年产1000吨多晶硅生产线。   紧接着,南玻集团5000吨多晶硅项目、江苏大全6000吨项目、通威集团1万吨项目、天威英利5000吨项目、爱信硅科技1万吨项目、亚洲硅业6000吨项目、江苏阳光4500吨项目、大陆产业投资集团18000吨还有2008年投产的江西赛维LDK的1.5万吨项目,以及无锡尚德对硅料项目的投资。 2009年4月18日,山东晟朗能源科技有限公司在山东济南投资兴建多晶硅项目,首期投资11亿,总投资达90亿元;2009年4月20日,内蒙古中盛科技新材料有限公司总投资15亿元、年产1500吨的多晶硅项目在巴彦淖尔市奠基。   据悉,目前国内有近50家公司正在建设、扩建和筹建以西门子改良法为技术路线的多晶硅生产线,从2005年到2010年间,总建设规模超过10万吨,总投资超过1000亿元。这个速度在全世界令人惊奇。   再来看看我国多晶硅在全球所占份额,从2006年的不到1%,到2007年占8%,而到2008年,我国的多晶硅产能已经达到全世界的37%。 但随着2008年突如其来的金融危机,使得国内多晶硅企业受到较大冲击。金融危机使全球经济衰退,对多晶硅的需求也明显减少,价格也大跌,从2008年最高的500美元/公斤,降到目前的六七十美元左右。事实上,多晶硅提纯核心技术掌握在美国、日本、德国等少数发达国家的7家厂商手中,其依靠世界最先进的多晶硅生产技术,每公斤多晶硅的生产成本约为25美元,而国内企业平均约为80美元。 现实中存在的问题是:目前国内光伏产业为国外做 环保打工者 。 是把清洁能源给了别人,把污染留在了国内 。 下面的文字为 2009-8-27 华商报马红漫专栏的报道 http://hsb.hsw.cn/2009-08/27/content_7440474.htm 曾经笼罩光环的新能源产业正为其 大跃进 式 发展 付出惨痛的代价,最为典型的就是光伏产业。 2001 年 中国 光伏电池产量仅 3 兆瓦,而 2007 年已达到 2000 兆瓦,居世界第一, 6 年增长了 600 多倍 。近日有媒体报道,由于当前国外光伏市场需求萎缩,国内前期蜂拥上马的光伏项目惨遭亏损。光伏利用的是 太阳能 ,一直以来被冠以 暴利 的光环,诸多嗅觉敏锐的民间资本对其垂涎三尺,遂蜂拥而入。但遗憾的是, 国内由庞大资本堆砌的光伏产业,却并未超越之前家电等传统制造 行业 的痼疾,同样难以逾越 技术 上的短板困境。 潮水退去,裸泳者现身。在市场需求旺盛时,国内光伏产能被源源不断地输送出去, 以量取胜 的侥幸心态淡化了生产者对效率的追求。但是,一场突然而至的金融风暴无情地击碎了国内光伏产业的泡沫,欧洲各国,尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生的重大转变,引起 全球 光伏市场急剧萎缩。但与市场寒冬不相匹配的是,国内光伏 企业 的生产热情依然高涨。以光伏产业链上游原料多晶硅为例,截至今年上半年,四川、河南等 20 多个省有近 50 家公司正建设、扩建和筹建 多晶硅生产线,总投资超过 1000 亿元。如果这些产能全部实现,将会达到全球多晶硅年需求量的两倍以上 。 失去了下游市场的消化承接,光伏产能的急剧膨胀像是自娱自乐的一场 秀 。让人担忧的是,在高涨的逐利热情下,新能源企业大都忽略了对核心技术的研发和掌控,目前光伏电池生产的关键 设备 和原材料就大都需要进口。即便是在技术和人才都不完备的情况下,国内光伏企业也敢于投资建设万吨级的项目。核心要素缺失、盲目扩建的必然结果是,光伏产业低层次重复投资泛滥、生产成本高企、资源浪费严重。如今,浙江 60 家规模以上的光伏企业,正常生产的仅 30 家左右。而且,由于没有达到规模化生产,我国光伏生产成本难以合理控制与压缩。眼下,光伏产业上游的多晶硅生产成本平均约每公斤 70 美元,基本与终端售价持平,这意味着多晶硅企业将面临多生产、多亏损的窘境。 事实上,每当经济颓势显现,地方政府就试图通过刺激某一代表性行业,在短期内 以点及面 地迅速实现整个经济的复苏。此前,房地产、钢铁、 汽车 等行业均曾承载过这样的 重任 ,时下光伏等新能源项目的大规模匆忙上马也是因此而来。这些行业都有一个共性,即能够同时提振上下游多个产业的迅猛发展,快速拉动地方 GDP 增速指标,进而提升现任行政部门的政绩。在该指导思想之下,跑量成为首要目标,而技术品质与市场前景倒沦为其次了。前车之鉴表明,这样 拔苗助长 的短视行为最终会危害经济的健康,光伏等新能源将因此最终沦为高风险、过度竞争的产业。 经济增长固然要维持,但 光伏投资并不是种大白菜,种子撒得越多越好 。资本投入只是迈入门槛的前提之一,掌控核心技术才是关乎产业生死的关键要素。光伏产业的无序发展已积重难返,调控部门的整体规划和 系统 指导更是呼之欲出。这其中,除了较为明确的政策指向外,还需要有创造性地提供融资、信息互动等多方位的市场服务,合理控制项目上马规模和速度。唯有如此,光伏市场的资源才能够得到合理配置,该产业才能有序发展。 最后的结果就是 : 国务院总理温家宝 2009 年 8 月 26 日 主持召开国务院常务会议时指出,研究部署 抑制部分行业产能过剩和重复建设 ,引导产业健康发展,指不仅钢铁、水泥、有色金属等产能过剩, 风电、太阳能、多晶矽等新能源业也出现重覆建设倾向和出现产能过剩 ,强调产能过剩行业不得放宽审批。 就在我整理完这些东西后又看到了联合早报的一篇文章 在政府扶持下 中国太阳能发展超越美国 。这里面有一些令我们心痛的东西! 最近,《纽约时报》记者基斯布拉德肖(Keith Bradsher)在一篇题为《中国在太阳能发展之路上领先美国》的专题报道中指出,在中国政府的扶持下,中国在绿色可再生能源产业化方面突飞猛进,尤其是太阳能领域,甚至已经超越美国。   布拉德肖以无锡的尚德电力控股有限公司为例说,这家公司已经进军美国市场,还引述尚德电力董事长兼总裁施正荣说,为了扩大市场份额,尚德电力在美国市场的太阳能电池板销售价格已经低于包括原材料、组装和运输在内的成本。    尚德电力之所以能以低于成本的价格提高竞争力,是因为有中国政府在背后大力支持 。根据这篇报道,自今年3月份以来,中国的各级政府,包括中央、省甚至是地方政府都在争先恐后地向太阳能企业提供更多补贴,包括免费的土地和研发资金。国有银行也向这一行业源源不断地提供贷款,其超低的利息在欧洲和美国是难以见到的 。 参考文献: 王晓宁 . 中国新能源发展现状与趋势 . 高科技与产业化, 2008 , 1 : 60-62. 苏青 可再生能源的基础科学问题及其相关技术 2008 年第 8 期《科技导报》 2009-9-10 第一太阳能(First Solar)将在内蒙古自治区鄂尔多斯市(Ordos City)杭锦旗能源化工基地,建造一座占地64平方公里的太阳能发电厂,发电量达20亿瓦,可为300万户家庭提供电力。发电厂将在10年内分四期完成,第一期将从2010年6月起,建造3000万瓦的示范项目。2014年建好第二期和第三期项目,发电量分别是1亿瓦和8亿7000万瓦。最后一期10亿瓦项目,将于2019年前完成。这也是美国企业大举进入发展快速的亚洲替代能源市场的首桩大交易。 第一太阳能昨天与中国官员签署备忘录。正在美国访问的中国全国人大常委会委员长吴邦国,出席了签字仪式。他前天到该公司设在亚利桑那州坦佩市的总部参观。   该公司是全球最大薄膜太阳能电池组件的研发生产企业。公司还打算在中国设立专门工厂,生产发电厂所需的太阳能模块和电池板。
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防忽悠,要算账
lix 2009-9-5 23:25
在 浮夸溯源,一个政策建议 ,我请教网友:去年风电发电上网有多少度电?没有网友赐教,只好自己查,自己算。 黄老邪能查到的数据是05年总装机126万瓩,06年260万瓩.。06年风电上网共38.6亿度(李俊峰等,2007)。那么06年风电装机平均利用率大约是23%。 中国08年风电128亿度,风电装机平均利用率约16.2%。 http://www.chuandong.com/publish/report/2009/8/report_1_3660.html 所以我们风电大跃进,后果已经初现,就是买回来的风机,立在那里晒太阳,利用率已从06年的23%下跌到08年的16.2%。考虑到至2008年底,我国风电装机总容量为1220万瓩,而并网总容量894万瓩,这意味着至少有近28%的已建风电设备干脆被闲置。对比: 美国08年新增850万瓩风电装机容量,使全国装机容量增长至2530万瓩,全年风力发电520亿度,平均利用率约28%。国际先进水平则约30%。 也就是说,我们08年风电装机的利用率,只有美国的57%,06年自己的70%。 虽然我们最大的风电企业,龙源电力,风电装机的利用率可能一支独秀,最niubious也就吹到26%左右,但公布的各种数据往往自相矛盾,特难估算。比如吧,《科技日报》6.1报导:08年装机达280万瓩,全口径发电量完成166万度,占全国风电发电量的1/3。 这种数据,根本就是在忽悠。一较真,他们的风电装机每年运行不到一个小时。 就算龙源电力真的达到了26%的利用率,仍然是亏本的,他们的微利是靠出售碳减排量给外国才实现的。今后国家碳减排的压力大了,估计这条路也是走不通的。 所以,对风电企业,一定要考核其装机的利用率,不能只考核其装机容量。从目前公布的数据要算利用率很麻烦,上面几个算出来的百分数,黄老邪花了半天,老婆子核对又花了半天。估计领导同志没那功夫。为什么这些企业不算好再上报、公布?估计是想在装机利用率远低于国际水平时,就忽悠着领导搞装机容量大跃进。
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光伏大跃进,煞得住车吗?
lix 2009-9-4 21:10
在 风电大跃进刹车好! 中,我以为国务院已经认识到太阳能光伏电池、风能等新兴产业重复建设、无序上马的问题,已经在叫停光伏大跃进。但现在看来即使光伏大跃进的恶果早已显现,光伏大跃进的推手们仍然在不懈努力,还是要搞光伏大跃进。 早在今年4月,国际市场的多晶硅, 已从去年的500美元/公斤下滑到每公斤70到80美元,据判断,还将继续下滑;硅片以及下游的电池和电池组件都有30%以上的价格缩水。这种情况下,我们所谓的PV电池产能世界第一、产量世界第一相当于赔本世界第一。在4月份这些情况已经清楚,但光伏大跃进的推手们仍然拿这个世界第一来忽悠领导,坚持要在新能源产业振兴规划中将前年8月我国才确定的《可再生能源中长期发展规划》中2020年太阳能发电将达180万瓩总容量的这一目标, 大幅上调到1000万,甚至 是2000万瓩。 (2009-05-06 09:27:20 来源:第一财经日报 王佑) 注意到,我们国家发改委主管能源的官员,已经不止一次把光伏电池的总产量和太阳能发电的总容量说混。我愿意好意理解为我们的能源主管官员给光伏大跃进的推手们忽悠了,而不是主动配合来忽悠中央。 浮夸溯源,一个政策建议 光伏大跃进的推手们为什么这么胆大?因为有重大利益。在过去两年的光伏大跃进中,PV电池产能已经严重过剩,很多家厂商基本上是在作赔本的投入。要捞回血本,他们只能在新能源产业振兴规划的3万个亿中间打主意,想把损失转嫁给国家。 为了避免误会这些推手们的动机,我们看《可再生能源中长期发展规划》的规定: 发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势,在偏远地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站,解决无电人口的供电问题。在城市的建筑物和公共设施配套 安装太阳能光伏发电装置,扩大城市可再生能源的利用量,并为太阳能光伏发电提供必要的市场规模。为促进我国太阳能发电技术的发展,做好太阳能技术的战略储备,建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站。到2010年,太阳能发电总容量达到30万千瓦,到2020年达到180万千瓦。 http://blog.163.com/tangshaobin991/blog/static/424016092007816111841900/ 完全没有讲PV电池的产量问题。而这一点,这些推手们是清楚的,例如疑似重要推手之一,东方证券研究员邹慧,忽悠时说漏了嘴。 很显然,我们主管能源的官员并非全部给忽悠倒了。否则不会有国务院8月26日的叫停。但是完全听不到他们脑筋清楚的声音,这可以理解,上万个亿,能产生很强大的压力集团。而历史经验表明,顶住大跃进的压力是非常困难的。
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风电大跃进刹车好!
lix 2009-8-27 21:50
国务院提出要抑制部分行业产能过剩和重复建设(2009年08月26日 18:44 中国政府网 ) 新华网北京8月26日电(记者刘菊花)中国工业和信息化部总工程师朱宏任26日透露,在国际金融危机的冲击影响下,目前中国部分行业产能严重过剩更为突出,太阳能、风能等新兴产业重复建设、无序上马的问题也不容忽视。 朱宏任在2009年中国工业经济运行夏季报告发布会上说,最近随着经济的发展,各地积极寻找通过产业结构调整来走出经济危机之路,一些新兴产业因此受到各方面关注和追捧,尤其是风电产业和光伏产业,被一些地方作为下一轮经济发展的重要产业。 从经济发展方向看,这些代表新经济,特别是代表环保、节能的产业,应该说具有更强的生命力,朱宏任说,但是现在这些新兴产业一哄而上,缺乏有序发展,就有可能形成新一轮产能过剩。而且在这些新兴产业领域,我们并不掌握核心关键技术,只是在一般加工制造过程发展得比较快,这就可能带来其他问题, 比如光伏电池生产过程中有可能造成严重污染。这些问题值得我们高度重视,要防止重复建设给行业发展带来新的严重困难。 黄老邪点评:目前风电大跃进表现在风电场建设一哄而上,没有很好规划。有人已经提出了一万亿投入的大跃进方案。理由仅仅是我国海岸线长,靠近太平洋。靠这个就能超日赶美?美国日本比我们更靠近太平洋呢。 太阳能发电则不一样。光伏电池生产的大跃进已经跃过了。问题是应用没跟上,主要靠输出负熵到欧洲。欧洲一缺钱,我们消耗的资源环境,完全没有回报。所以自己得赶紧自己用起来。 全球熵减 VS 全球熵增 化石能源眼看靠不住了。怎么规划利用好太阳能是迫不及待的任务。有领导批评我不应该讲熵,太哲学化。接受批评,就讲规划利好太阳能吧。 但是,好像搞规划的哥们,根本拒绝把光当回事。我讲水土光、人生气,老师辈的也笑我,学生辈的也笑我,以为我酒喝多了,把光也算资源。我现在倒是喝了不少,科普一把吧。 太阳送给地球的能源(功率),是12万个TW。一个人,正常体力消耗功率是300W。100亿人口,消耗3个TW,这3个TW,必须靠食物,喝汽油是不行的。现在全球发电(装机容量)是4个TW。其他能源消耗,飙车,做爱,统统加起来,一共也就12个TW左右,只有太阳提供能源的万分之一。 话是这么说,怎么用好太阳能,学问多了。首先是直接利用: 1. 光合作用,生产食物。这玩意效率低,但无可替代。也可生产生物能源。 2. 光伏电池(PV),效率已可达15%左右。但生产光伏电池的资源环境熵增本身大。光伏电池应用的优点是可以小而散。电站可达万瓩级。 3. 集光型太阳能热发电(CSP),效率已可达50%左右,规模已可达5-28万瓩级且本身有一定能量存储功能,技术成熟。是美欧发展的重点。但我们好像重视不够。缺点是需要整片占地。 4. 。。。。。。。 其次是间接利用: 1. 水能。太阳学雷锋,巴巴地把水从大洋搬到东亚水塔形成降水,使我国的水能资源总量达6T度/年,大约相当于每年30亿吨原煤。这个怎么利用,网友水博管,我就不班门弄斧了。 2. 风能。在风电大跃进中,好像觉得风电就是无中生有,这个风能就是天上掉下来的馅饼,不要付出代价的。世界上好像没有这样的事吧?走个极端,风能都发电了,咱们每年30亿吨原煤的水能肯定没了,而且大家也没水喝了。但是,究竟我们有多少可利用的风能?哪些地方建千万瓩级的地上三峡有利无弊?我们好像根本没有研究。。。。。 所以,支持叫停风电大跃进,好好规划规划水土光、人生气。
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三北防护林体系建设
lix 2009-8-26 19:40
国务院办公厅关于进一步推进三北防护林体系建设的意见 09-08-15,http://china.findlaw.cn/fagui/xz/24/223239.html 不知道能不能把太阳能光伏(PV)发电站一道规划?在那些地方利用沙地建站,应该对生态重建有利无害,又容易入网的。
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光伏太阳能,未成型已畸形-转
sunapple 2009-5-5 11:05
光伏太阳能,未成型已畸形    ( 陈竹友企业战略管理思考之 41 )    陈竹友            一、引言    由无锡尚德等 13 家国内光伏企业联名上书国家发改委的 2012 年实现中国光伏一元电价的提案尚在网上热议,却又爆出 敦煌 10MW 并网型光伏发电项目招标 0.69 元人民币 / 千瓦时的超低价格 !从理论上的 4 元 / 千瓦时电价到业内可以接受的 1.09 元 / 千瓦时的最终竞标;从 1 元 / 千瓦时的 4 年目标,到 0.69 元 / 千瓦时的现实报价。是谁是游戏光伏电价?是谁是混淆中国光伏行业的成本现实?    国家发改委对光伏行业 20 元 / 千瓦时的补贴政策尚未来得及出台细则,又传出光伏发电有可能在国家要求下被强制并网的网络传闻;当国内部分光伏企业对外宣称中国光伏技术领先世界,并可在实验室时达到 20% 和光热转换率时,又爆出以色列可将入射日光转换率提高至 75% 的技术突破。以色列的技术突破标志着光伏太阳能的新技术可以把传统的太阳能电池板的性能提升 5 倍!这也意味着以色列的光伏太阳能发电不仅不需要政府补贴, 20 年后以色列还有可能免费为居民提供电力。    从传统的太阳能电池板,到薄膜太阳能电池板技术的变革;从美国刚刚研制的太阳能硅材料印刷技术再到以色列 75% 的高转换率。这一切全部集中在近几个月发生了!是什么在引导光伏产业的发展方向 ? 谁会成为中国光伏行业的救世主 ?   中国光伏产业的发展,需要向西方国家一样依赖政府的政策支持,还是加大对光伏电价的财政支持?中国光伏企业的生存,需要依靠政府强制的并网销售、启动内需,还是需要加紧研发、突破技术、降低电价?    中国各地已经或正在投入巨资兴建的光伏产业园,将会面临怎样的前途?    中国已经饱和的光伏太阳能生产产能,以及还在加速投入的各种资本,将会面临怎样的危机?    中国光伏行业内刚刚建起的、并不复杂的产业链雏形,将要面临怎样的冲击?    谁来拯救这个尚处于婴儿期的朝阳产业?    谁会成为中国光伏产业链的链主和未来新能源行业的统治者?        二、 现在的光伏太阳能,过去的 BB 机    索尼发明的随身听流行了几十年, MP3 只流行了几年;    在 BB 机流行的短短 4 年内,几乎所有的中国大中城市都建起了寻呼台,然而随着手机    技术的发展和普及,寻呼台和 BB 机却在一夜之间消失了。    没有人在意这些被时代淘汰了的技术和企业,因为没有人可以阻挡技术的进步和文明的    发展。就象当今的光伏行业一样,在技术不成熟的年代里,一切试尝都是有价值的,一切投入和损失也许都可以原谅,但没有谁愿意成为失败者!    当人们越来越意识到能源对于未来世界的重要性时,更多的资本同样意识到未来的商机。光伏太阳能、风能、地能、生物能源。。。。。。一切皆有可能。    中国资本之傻,不是因为他们没有对利益的敏感性,恰恰是在于对利益过于敏感所造成的!中国光伏行业内近几年成倍数增长的投资,可以从中国光伏企业增加的数量上得到充分的体现。从最初的一两家到去年 500 多家规模以上的企业数量,中国只用了 3 、 4 年的时间。然而分析中国光伏企业的产品结构时却会发现,几乎绝大多数光伏企业都集中在这个产业的一个环节 --- 太阳能电池板组装产品的制造和生产上!因为这个环节是整个太阳能产业链中需要的技术含量最低、工艺最简单、基本上属于劳力密集型的加工类企业!    当大量的资金集中的产业链上的某一点时,这个产业链就彻底变成了怪胎!它直接导致了中国太阳能组装企业产能过剩、上游原材料价格上涨、与客户讨价还价的能力降低、同行业恶性竞争加剧,并最终将刚刚起步的中国光伏产业轻而易举地划入血汗工厂行列的结局。从目前已知的数据可以看出,中国光伏产业内的生产产能过剩达 50% ,中国光伏产业设备闲置率高达 40% 、太阳能电池板的企业库存越来越高,从 2008 年下半年以来,中国光伏行业仍能维持正常运转的企业不到总数量的 20% !    有两种原因可以成为光伏企业聊以自安慰并能够让投资者接受的理由:    1、 受金融危机影响,国外市场严重萎缩: 由于众所周知的原因,光伏电阳能电池板 90% 的市场在金融危机的重灾区。企业当初的投资理由正是建立在西方巨大的市场需求的基础上才产生的。如果没有金融危机,中国的光伏行业不可能出现现在的问题;    2、 中国政府对新能源战略认识不够,没有启动内需市场和相应的补贴: 如果中国政府能象西方国家一样,把光伏电阳能列入国家能源战略范筹并给予相应的政府支持和财政补贴,启动全世界最大的光伏内需市场,中国的光伏行业也不可能出现现在的窘况。    是的,以上两种原因客观存在,也是客观的现实。    但是我们却没有想到更本质的原因和更深层次的本质。对于一个不成熟的技术来说,    政府也许更应该将资金的重点投放在技术研究和产业规划上,而不是成为企业的同盟向市场和老百姓兜售与产品同时存的风险,更不是花钱购卖可能的淘汰品,为企业的研发承担费用。这不但不符合市场行业,也不符合政府的行为和立场;    美国和西方国家对光伏太阳能的扶持正是建立在技术研发、产业发展和市场引导等多方面的基础上建立起来的一套体系和战略规划。中国不能够单方面和企业做简单的联姻,孤立地从操作层面为企业帮忙。也许应该更多地从国家能源战略、光伏技术攻关、产业链规划、市场引导、政策扶持、资金支撑等多角度、宏观、系统、长远地考虑问题。        三、 中国光伏产业链,未成型已畸形    由于中国光伏行业属新型的、草根的、松散的产业,在这个行业里滋生的企业大都集中    在产业链的中间环节,除少数几家拥有核心技术和专业能力以外,其余的企业几乎不具有任何竞争优势和抗风险能力。它们拥有的除了资金之外,只有廉价的劳动力、廉价的土地和廉价的资源转换过程的付出。    从光伏产业链的系统来看,中国光伏行业存在以下几种劣势:    1、 原材料劣势: 不具有原材料(和多晶硅生产技术)优势,目前中国光伏行业的原材料 90% 来源于西方国家,当市场向好时中国光伏企业受制于原材料控制,就像传统制造业受制于石油、钢铁等限制一样,去年硅材料价格从 40 元 /KG 上涨到数百元 /KG 就是最好的诠释。而中国光伏企业又是过度集中在后期组装的中间环节,当上游抬高价格时,中国的光伏企业只能束手待毙、任人宰割;    2、 生产劣势: 一窝蜂式的投资,如同前几年煤炭行业出现的煤变油专利项目一样,各地煤炭行业累计准备投入的资金高达 5000 亿元,如果不是发改委紧急叫停,这一项目不知道要给中国带来多大损失。当大量的资本集中在光伏产业链的组装低端环节时,生产企业内部的恶性竞争无法避免,前端受制于原材料限制、生产企业相互比拼、恶性降阶争夺市场,最后的结果只能是西方国家再次鱼翁得利;    3、 技术劣势: 中国光伏企业的产品性能仍处于传统的太阳能电池阶段,刚刚突破的薄膜技术还未走向量产,美国的多晶硅印刷技术却已经成熟,以色列又突破了 75% 的高转换革命性技术,中国曾经领先的光伏太阳能技术被拉开了差距;    4、 市场劣势: 国家相关部门曾经主导过的送电下乡、屋顶计划、路灯工程以及未来发展规划,并未起到实质性的效果。电力系统对失去垄断利益的担心、传统发电企业的生存危机和数千万失业人员的社会压力,都是政府不得不考虑的问题。而最大的阻力却并不仅仅只有这些,最大的阻力在于中国光伏行业无法解决高电价的根本性问题;    5、 战略劣势: 我们习惯于等待结果,至少习惯于等待经验。中国的新能源行业是个没有经验可以借鉴的行业,中国新能源战略是个没有基础数据可供分析的战略假设。无论是战略的规划、关键成功因素、战略预期还是核心技术等都无法从历史的资料中寻求验证。这需要决策者的判断能力和承担风险的勇气。光伏行业太多的不确定性让决策者无法从战略的高度审势未来,中国光伏行业的现况所涉及的太多利益集团让主导部门无法平衡。这就是中国光伏业在系统战略层面先失一着的根本原因。    6、 畸形的产业链: 由于上述种种原因,中国光伏行业的产业链雏形刚显却已成为怪胎。它的外观型状为两头小、中间大,或日两头受制与人、中间内耗火拼。而中间正是整个产业链中技术程度最低、最不具有竞争优势、最没有高科技含量的制造加工环节。如果中国光伏产业仍走传统制造业的老路,仍用传统的发展模式和战略思维,中国光伏业必将胎死腹中!        四、 谁掌握核心,谁就是链主    笔者曾与中国光伏行业的数位领军人物沟通,希望他们能站在光伏行业产业链的高度整合中国光伏产业,进行控制光伏业的国际话语权和国际控制力,然而事与愿违。笔者非常理解中国光伏产业内的领军人物们的难处,不是他们不想做,而是做不到。这不是企业领导者个人能力问题,也不是个人热情和战略高度问题,而是中国光伏行业所面临的集体生存问题和难以突破的层层困局。    长期对西方市场的依赖和对内需市场的失望,是消磨中国光伏行业企业家信心和斗志的主要原因;内耗和行业内竞争是中国光伏行业企业无法联合、一致对外的利益冲突;国家宏观战略滞后和光伏技术国家层战略研发的缺失是中国光伏行业企业家力不从心的外因;内需市场启动的阻力是中国光伏行业企业无法改变的事实。    中国光伏行业可以造就中国首富,却造就不出行业领导者;    中国光伏行业可以出现超大型企业,甚至世界 500 强,却难以出现行业霸主;    中国光伏行业可以为全世界提供光伏产品,却无法掌握行业话语权和行业控制力。    在光伏行业的产业链条中,谁最有可能成为链主?谁最先意识到这个机会?    我们都在等待,中国人善于等待。    就目前光伏产业链来说,成为链主的机会真实存在,它们分别是:    1、 控制原材料,控制产业链: 中国拥有提炼多晶硅必须的原材料石英砂丰富的储量,但缺乏提炼技术,因此也缺乏相应的资本投入。在这个环节上,光伏行业需要得到政府更多的支持,特别是高纯度多晶硅的生产技术的研发和突破。也许未来,这个世界上可以没有石油,但却不能没有石英砂!假如我们的眼光更远一些,如果控制了石英砂、储备了石英砂,是否就意味着储存了未来的战略资源?如果控制了这一战略资源,是否意味着控制了未来的产业链?掌握了光伏行业的核心?拥有了产业链的话语权和定价权?    当然,在原材料的环节里,光行企业还应该考虑硅片的生产和切割技术,包括所谓的印刷技术和其他更先进的生产工艺和技术等。    2、 控制核心技术,控制产业链: 瓦特发明了蒸汽机,但瓦特不一定要是企业家;西门子发明了发电机,西门子也不一定要是企业家。在中国目前的光伏行业里的领军人物大部门是业内专家, 这一专家型的企业家开拓了中国光伏业的空白,但却有可能阻碍了中国光伏产业的战略突破! 要改变这个现实需要的不仅是时间,更需要系统的支持和中国光伏产业生存环境的改进。包括政府对光伏技术的研发、集中高科技专业人员的专项攻关、建立中国新能源研究机构、开拓中国光伏行业未来后续者计划等等。就象以色列的技术突破一样,如果这一技术被快速引进,或者有所突破的话,中国也许不需要耗费一分钱的光伏补贴,就可以轻而易举地获得产业链的控制权和国际竞争地位;    3、 控制关键部件,控制产业链: 我们都知道联想没有英特尔大,戴尔没有微软强。英特尔和微软之所以强大的原因不在于他们的生产规模,也不在于他们的市场营销策略,而在于他们掌握了 IT 行业的关键部件。无论是联想还是戴尔,不管是苹果还是 IBM ,只要您是生产电脑的企业,就离不工微软的软件和英特尔的内核!电脑的市场越大,英特尔和微软的收入就越多。    光伏产品同样有这样的关键部件、光伏产业链中同样有这样的商机和空间。光伏发电需要并入电网才能大规模地让市场使用,由于太阳的光热受天气的影响,光阳能电池所发出的电压也高高低低,如果直接并入电网有可能导致整个电网被毁。而解决这一关键问题的光伏逆变技术和产品如同电脑中使用的存储器一样成为核心部件;如果中国光伏行业控制了这一核心部件(包括小型光伏产品的蓄电池和相关技术),同样可以达到相应的效果。    4、 规划产业链,控制产业链: 中国有世界上最大的光伏产品内需市场,中国有丰富的石英砂资源储量,中国有过多的资金可以投入,中国有世界前沿的光伏技术和科技人才。。。。。。    但是,    中国没有光伏战略,中国没有光伏产业规划;    中国光伏行业的产业链没有整合,中国光伏行业还没有领袖。    国家能源不能没有战略,市场调节也不代表没有计划,。    中国光伏产业,谁能拯救?        作者:    陈竹友 ,管理书《企业成长密码》作者。中国 企业发展 能力 战略研究中心主任研究员, 主讲课程:《企业密码 - 构建企业 发展能力 的 基因战略 》、《企业基因战略 - 构建企业未来的 竞争优势 》、《企业 领导者 必备的八大能力》、《 战略绩效 与 目标管理 》、《团队 执行力 》、《执行 领导力 》、《管理艺术与管理文化》以及 中国 咨询师资格认证战略管理 系列课程 等。    联系方式:    e-mail:hmchen007@163.com    http://www.51glzx.com   
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破解经济发展困境:太阳能能否为人类提供足够的能源?
热度 1 huangwd99 2009-4-22 22:24
破解经济发展困境:太阳能能否为人类提供足够的能源? 黄卫东 一、 引言 经济发展的关键是保持生产和消费平衡。我国近年来生产过剩严重,消费严重不足,过剩生产能力用于生产商品出口,换来大量美元,由于美元不断贬值,财富损失非常严重,每年超过 1 万亿元(附录 1 )。而且,这种经济发展也偏离了经济发展的目的。经济发电的主要目的在于提高老百姓收入和福利,不是出口换美元欠条,等着美元贬值而使我们的财富消失。最近美国发生金融危机,消费量大量削减,导致我们的产品积压,企业大量倒闭,使我们的经济发展遇到严重困难,也说明了这种发展方式遭遇困境。 给老百姓提供收入,增加国内消费,是解决生产过剩,从而使经济发展的根本方法。但是,提供老百姓收入,遭遇的最大难题是资源枯竭问题。很多人认为,如果中国的消费水平达到发达国家,如日本美国水平,则地球上没有足够的资源供应给我们。这是一种错误观点。根据物质守恒原理,物质不灭,任何物质资源在地球上都不会增加,也不会减少,只是在不同状态和位置上发生变化,例如富矿开采光了,被人类使用,变成废物,又会回归自然,变成含量较低的废物了。 我们需要消耗更多能量去富集利用它,生产原先的产品,因此,所谓资源枯竭问题,归根结底是能源枯竭问题。能量虽然也守恒,但是会耗散,会从高品质能源变成不能被人类利用的低品质能源 (附录 2 ) 。本文着重分析,可以被人类利用的能源来源之一太阳能所能提供的能源,能否解决人类和我国的能源枯竭问题。 太阳能通常指 太阳光 的 辐射能量 。在 太阳 内部进行的由 氢 聚变成 氦 的原子核反应,不停地释放出巨大的 能量 ,并不断向 宇宙 空间辐射能量,包括我们肉眼看到的可见光,这种能量就是太阳能。 太阳内部发生的氢聚合成氦原子反应,可以维持 50 亿年左右的时间,也就是说太阳能够以目前这种能量辐射状态存在 50 亿年。因此,太阳能是人类最稳定可靠的能源来源之一。目前太阳向宇宙空间发射的辐射功率为 3.8x10^23kW ,其辐射能量变化很小,其中约 20 亿分之一到达地球大气层上,与太阳光垂直面上,每平方米为 1367W 。这个数值又叫太阳常数, 根据 1978-1998 年 6 颗卫星上的观测平台近 20 年连续不断的观测结果,得出的太阳常数值为 1366.1 W/m2, 标准差为 425ppm, 0.37% 的波动范围 (1363-1368 W/m2)(Lean and Rind,1998) 。 20 年卫星数据也揭示了太阳常数也存在不同时间尺度的波动。 1957 年国际地球物理年决定采用 1380W/m2 。世界气象组织 (WMO)1981 年公布的太阳常数值是 1368w/m2 。多数文献上采用 1367W/m2 。太阳常数有 周期 性的微小变化,变化范围在 1 % 2 %,这可能与太阳黑子的活动周期有关。 由于日照时间和日照强度不同,世界各地太阳能资源变化很大。我国是太阳能资源相当丰富的国家,从全国来看,绝大多数地区年平均日辐射量在 4 kWh/ ㎡以上,西藏西部最高达 7 kWh/ ㎡。 我国也是世界上直接利用太阳能最多的国家,所生产和使用的太阳能热水器世界第一,占世界 70 %以上。 到达地球大气层的太阳能, 30% 被大气层反射, 23% 被 大气层 吸收,其余的到达地球表面,其功率约为 80 万亿 kW ,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧 300 万吨 煤 释放的热量。目前,人类消耗的能量约为每年 5 10^17kJ ,等于 16 亿 kW 。这说明,人类只需要利用到达地面太阳能万分之 0.2 ,就能满足目前的需要。 但是,我们利用太阳能,需要消耗能量生产转化设施。如果生产转化设施的能量消耗大于建成的设施所获得的太阳能,则我们仍然无法依靠太阳能。 地球 上许多能量来源于太阳能,广义上的太阳能还包括了 风能 , 生物质能 ,潮汐能和水的势能(水电站发电的能量来源)等等,它们的能量间接来自太阳能。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。在这些利用方式中,最重要的利用方式是将太阳能转化为电能。电能能够高效转化为各种能量,特别是高效转化为机械能,驱动各种设备运转。电能可以方便地通过电线传输,因而方便使用。本文主要综述几种主要太阳能发电利用方式转化设施的能量输入与产出关系,回答我们是否能够依靠太阳能解决人类和我国的能源问题。 二、太阳能发电技术介绍 将太阳能转化为电能,有两种方式:太阳能转化为热,再将热能发电和直接将太阳能转化为电能的光伏发电技术。光伏发电技术离商业化还有更多问题,这里主要分析太阳能热发电技术。 将吸收的太阳辐射热能转换成电能的发电技术称太阳能热发电技术,它包括三大类型:一类是利用太阳热能直接发电,如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电以及碱金属热电转换和磁流体发电等。这类发电的特点是发电装置本体没有活动部件,但目前此类发电量小,有的方法尚处于原理性试验阶段,故下面不作介绍;另一类是利用太阳能加热空气,热空气上升引入到高塔带到叶轮转动发电。由于其发电效率受热力学第二定律和气体温度限制,光电转化效率很难超过 1 %(葛新石,叶宏, 2004 ),这里不加讨论。第三种类型是将太阳热能通过热机带动发电机发电,其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换而来。下面对此类发电进行介绍。    利用太阳能,至少可以追溯到 1774 年。当时,法国和英国科学家实验在试管中将阳光聚集在氧化汞上,收集借助于太阳能分解氧化汞产生的气体,在其中点燃蜡烛。他们还利用大玻璃镜进行另一个聚焦太阳光的实验。约一个世纪后, 1878 年,法国人在巴黎建立一个小的太阳能动力站,该装置是利用碟式抛物面反射镜将阳光聚焦到置于其焦点处的蒸汽锅炉,由此产生的蒸汽驱动一个很小的交互式蒸汽机运行。 1901 年,美国工程师研制成功 7350W 的太阳能蒸汽机,采用 70 平方米的聚光集热器,该装置安装在美国加州作试验运行。 19071913 年间,美国工程师还研制成由太阳能驱动的水泵。 1913 年研制成 36 . 8kW 太阳能动力机,安装在埃及开罗附近,从尼罗河提水灌溉农田,这个装置采用长的槽型抛物面反射镜将阳光聚焦在中心管上,其聚光比为 4 . 5 : 1 。 随着石油和天然气的大量开采,油价下跌,在以后的很长一段时间内,人们对太阳能动力的兴趣受到了很大的限制。 1950 年,原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型试验装置,对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。 1973 年,爆发了世界性的石油危机,再一次点燃起人们对太阳能技术研究开发的兴趣。 20 吐纪 70 年代,太阳能电池价格昂贵、效率较低,相对而言,太阳能热发电的效率较高,技术上也比较成熟,因此在石油危机的刺激下,当时许多发达国家,都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。据不完全统计,从 1981 ~ 1991 年的 10 年间,全世界建造了装机容量 500kW 以上的兆瓦级太阳能热发电实验电站 20 余座,其中主要形式是塔式和槽式聚光太阳能热电站,最大发电功率为 80MW 。塔式太阳能电站 利用镜面将阳光反射至中央塔,使塔内温度达到 1000 ℃ 以上,产生高温高压气体,驱动发电设备。由于太阳位置变化,需要为每面太阳镜设置跟踪太阳装置。 不久前, 我国首座 70 千瓦塔式太阳能热发电系统 在江苏省江宁县建成并成功发电 。 20 世纪 80 年代中期,人们在对当时已建成的太阳能热发电站进行了大量的实验研究和分析后,发表了很多技术性总结报告,得出的基本结论是,太阳能热发电在技术上虽然可行,但单位容量投资过大,且降低造价十分困难。因此,各国都相继改变了原来的发展计划,使太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。例如,美国原计划拟在 19831995 年间,分别建成 50-IOOMW 和 100-300MW 太阳能热发电站,结果都没有实现。    但是,在此期间,也建成了很多试验电站。 20 世纪 80 年代初期,以色列和美国联合组建了 LUZ 太阳能热发电国际有限公司。从成立开始,该公司就一刻不停地集中力量研究开发槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统。正当人们开始疑虑太阳能热发电前景的时候,该公司从 1985-1991 年的 6 年间,在美国加州沙漠相继建成了 9 座槽式太阳能热发电站,总装机容量 353 . 8MW ,并投入并网营运。经过努力,电站的初次投资由 1 号电站的 4490 美元/ kW 降到 8 号电站的 2650 美元/ kW ,发电成本从 24 美分/ kWh 降到 8 美分/ kWh 。至此,该公司满怀信心,汁划到 2000 年,在加州建成总装机容量达 800MW 的槽式太阳能热发电站,发电成本降至 58 美分/ kWh 。这一进展,经济上已可与常规热力发电相竞争。遗憾的是, 1991 年 LUZ 公司宣告破产,而使该计划中断停止。近年来,人们又开发使用平面反射镜反射聚光太阳能,通过热吸收驱动汽轮机发电装置。该方法大幅度降低了发电成本,预计在不远的将来,可以达到与化石燃料发电成本相近的水平,从而替代现有的火力发电厂。目前这方面发布的资料还比较少。 对塔式太阳能热发电的研究开发,人们并未因此而完全中止。 1980 年美国在加州建成太阳 I 号塔式太阳能热发电站,装机容量 10MW ,经过一段时间的试验运行后,及时地作了技术总结。在此基础上,又建造了太阳 Ⅱ 号,于 1996 年 1 月投入试验运行。 去年底,世界上最大的塔式太阳能电站( solar tower plant )将于西班牙的安达卢西亚( Andalucian )沙漠诞生。预计电站将于 2009 年 1 月开始运行,其功率可达 20 兆瓦,足以为 11000 户西班牙家庭提供能量。    碟式太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能动力系统。近年来,碟式太阳能热发电系统利用圆形抛物面聚焦太阳光,加热工作介质如水,产生高压蒸气驱动发电设备。例如, 1983 年美国加州喷气推进实验室完成的碟式斯特林太阳能热发电系统,其聚光器直径为 11m ,最大发电功率为 24 . 6kW ,光电转换效率为 29 %。 1992 年,德国一家工程公司开发的一种碟式斯特林太阳能热发电系统的发电功率为 9kW ,到 1995 年 3 月底,累计运行了 17000h ,峰值净效率 20 %,月净效率 16 %,该公司计划用 100 台这样的发电系统组建一座 1MW 的碟式太阳能热发电示范电站。    太阳池热发电是利用太阳能加热水池中水,利用热水来驱动发电设备发电。最早是在以色列进行研究开发的。 20 世纪 70 年代,以色列在死海沿岸先后建造了 3 座太阳池太阳能热发电站。美国也曾计划将加州南部萨尔顿海的一部分建成太阳池,用以建造 8006000MW 太阳池太阳能热发电站。但后来,以色列和美国均对其太阳池热发电计划作了改变。可能的原因是太阳池热发电效率低(约 2 %水平),占地面积大。 图 1 、 50KWe 碟形抛物面聚光太阳能发电站,面积 400 平方米 图 2 、碟形太阳能聚光发电原理图 三 、太阳能热发电生命周期能量分析 利用太阳能发电,需要建造发电设施。建造和维护这些设施需要消耗能量。生命周期分析是分析一种产品在它的一生中所对环境造成的负荷评价的一种方法。包括从制造、运输、买卖、使用、废弃、再生为止所产生对环境负荷的综合评价。这里主要分析太阳能发电设施在生命周期内的能量输入输出情况。 太阳能发电系统建设和运行分为 5 个单元阶段 : 原材料获取阶段 ( 包括电站设备制造需要的耗材 ) 、电站建设阶段 ( 包括厂房、冷却塔和管路 ) 、运输阶段 ( 包括原材料和设备运输 ) 、电站运行阶段和废弃处理。 原材料获取阶段考虑了开采和加工各类材料所需要的能耗和排放。生产阶段考虑了电站设备及厂房建设等的能耗和排放。运输阶段考虑两个部分的能耗和排放 : 一部分是原材料运到电站所需设备的制造 ; 另一部分是电站建设材料运送到电站。国外已经为各种材料的生产和运输能耗提供了详细数据,例如,美国能源部支持建设的 GREET 数据库。本文仅介绍几个国内外研究结果。 1 中科院能源所王克红等,分析比较了两种太阳能热发电系统能量消耗,给出的结果是每 MWh 消耗的能量,以标煤重量计算。该文未考虑电站报废阶段固体废弃物处理处置能耗。 表 1  两种太阳能热发电的概况 电站名称 SOLAR ONE SEGS Ⅵ 电站型式 塔式 槽式 站址 美国加州 美国加州 额定功率 /MW 10 30 年运行小时数 /h 2 700 3 019 年净发电量 /10 6 度 27 90. 6 聚光方式 平面反射镜 圆柱抛物面反射镜 镜数 / 面 1 818 960 000 发射镜总面积 /m2 72 540 188 000 汽轮机蒸汽入口 参数 / ℃ bar 1 510 /104 371 /100 总投资 / 亿美元 1. 4 1. 16 投资比 : 美元 /kW 14 000 3 870 使用寿命 / a 30 30 能量回收年限 /a 3.4 2.9 能耗 kg 标煤 /MWh 14 12 根据发电和能耗数据,可以估计系统能量回收年限(就是系统建成后,输出能量等于系统建设输入能量所需要的时间)。计算结果分别是 3.4 年(塔式)和 2.9 年(槽式)。 2 意大利 Molise 大学 Cavallaro 等,研究了碟式太阳能热发电系统能量输入输出情况。根据聚光面积为 400 平方米,功率为 50kW 发电系统结果设计的 1MW 系统是分析对象。系统包括 17 个聚光器及跟踪系统, 5 个 stirling 发动机驱动发电系统。蒸气温度为 550 ℃ ,压力为 4.5MPa 。系统只能白天发电,太阳能转化为电能效率为 18 %。寿命是 30 年。下图是能量输入输出情况,从图中可以看出,输出能量远远大于输入能量。根据图中数据,估算回收年限仅 1.7 年。 图 3 、碟式太阳能热发电系统输入输出能量 3 西班牙 lechon 等研究( 2008 )塔式和槽式聚光太阳能热发电系统能量输入输出情况,能量回收年限分别不足 1 年和 2 年。该文还提到另外两项研究得到类似结果。 表 2  两种太阳能热发电的概况 额定功率 /MW 17 50 辐射量 kWh/m2/a 1997 2016 聚光器数量 2750 624 聚光器面积 m2 264825 510120 全负荷时间 h 6230 3220 负荷因子 71.1% 43.6% 电站型式 塔式 槽式 年净发电量 /10 6 度 104 187.6 储存能力 16h 7.5h 储存介质 熔融盐 熔融盐 占地面积 ha 150 200 天然气消耗 MWh/a 48206 97691 电能消耗 MWh/a 10757 16338 太阳能收集效率 45.6% 47.6% 发电效率 39.09% 35.72% 净效率 16.07% 15.7 % 寿命 年 25 25 能量回收年限 / 月 11.9 22.9 单位面积净电能 240 312 MJ/m2/ 年 土地面积 万 km2 20.9 16.0 能耗 MJ/kWh 0.18 0.36 四、讨论和结论 从以上结果可以看出,太阳能聚光热发电可以输出净能量,平均每年输出电能,塔式系统为 240MJ/m2 ,槽式系统为 312MJ/m2 。用这两种系统,满足当前全世界能源需要,仅需要土地面积分别为 21 万和 16 万平方公里。与地球 表面积 5.1 亿平方公里相比,需要量很小。未来即使能源需求有较大增加,例如,中国能源达到日本人均水平,按照现有人口数量计算,我们建设太阳能聚光热发电系统来提供所有能源,需要的土地面积约 21.6 万平方公里,其中发电约需要 12 万平方公里(主要计算数据参见附录 1 )。沙漠地球阳光充足,本身没有合适的用途,适宜发展太阳能,我国有沙漠面积 70 万平方公里,有充足的土地资源用于发展太阳能发电系统。 担心资源和能源枯竭是毫无道理的。我们消耗大量资源和能源,为国外服务,换来大量美元欠条,由于始终外贸顺差,我们根本就没有机会使用这些美元欠条,换回给国内老百姓带来福利的物质财富。随着美元的不断贬值,我们用大量物质财富换来的美元所代表的财富不断自然消失。这种愚蠢的经济政策是阻碍我国经济发展的主要原因之一,再也不应持续下去了。只有大幅度提高国内普通老百姓收入,扩大国内消费市场,才能消除国内生产过剩问题,才能同时转变贸易顺差为贸易逆差,从而使用美元换回物质财富,为国人服务。一方面我们产品过剩,人员大量失业,另一方面,我们有大量老百姓生活穷困。我们应组织失业人员发展太阳能事业和环保事业,解决能源短缺问题,改善我们的环境。 与化石燃料相比,太阳能生产成本高。太阳能光伏发电成本超过每度电 1 元,美国最大的槽式聚光太阳能热发电成本约每度电 8 美分,均远远大于化石燃料电厂。主要原因是开采化石燃料,所需要的设施很简单,生产成本很低,能耗极低,而且占地面积很小。单纯通过市场经济来竞争,是不可能在化石燃料枯竭之前,使用发展太阳能资源的。未来化石燃料枯竭,我们必须使用替代能源。太阳能能够大量供应,将是满足人类能源需要的较好方法。由于太阳能利用,先期需要投入大量能量,我们必须预先筹谋,否则,在能源资源枯竭以后,再发展太阳能资源,就会因为缺少能源制造太阳能利用设施,而发展缓慢。最近,欧洲计划在撒哈拉沙漠建设太阳能发电系统,规模达到 2.8 亿千瓦,满足欧洲未来能源约一半需要,我国应早日计划,在我国西部发展太阳能发电系统。发展太阳能热发电系统,主要消耗钢铁、玻璃和混凝土等产品,我国当前这些产品生产过剩严重,发展太阳能发电系统,可以充分利用生产能力,防止它们倒闭。 另一方面,我们的土地面积有限,还需要使用土地满足人们多方面需求。因此,我们的太阳能资源有限,我们需要限制人口,但是,太阳能资源所能供应的人口应远远大于目前我国当前人口。我们应通过发展太阳能发电系统,了解太阳能供应能源的可行性,为我们远景发展规划打下良好基础。盲目担心资源枯竭和能源枯竭问题,是完全没有必要的,也无助于解决国家经济发展所遭遇的问题。 附录 1 : 美元贬值赖帐估算,我们每年至少损失 1 万亿元 2 资源不会枯竭,国家该如何积累财富? 3 按照日本人均能源水平估算中国未来达到日本水平,采用槽式太阳能聚光发电系统,所需要的土地面积估算,使用的主要计算数据如下。 日本 2005 年电能消耗量为 1.03 万亿度(来源 http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html ), 2003 年日本人均能源消耗折算为 4.04t 石油(来源: 世界资源研究所 数据 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%84%E5%9B%BD%E6%AF%8F%E5%B9%B4%E4%BA%BA%E5%9D%87%E8%83%BD%E9%87%8F%E6%B6%88%E8%80%97%E5%88%97%E8%A1%A8 ) ,1t 石油能量为 46GJ 。 日本人口: 1.2757 亿(来源 http://www.stats.gov.cn/tjsj/qtsj/gjsj/2007/t20080626_402488313.htm 日本平均发电效率取 30.5% ,来源于美国 2000 数据 (annul energy review 2000) 中国人口: 13.3 亿人(来源 http://www.cpirc.org.cn/index.asp ) 太阳能单位面积能量为每天 6MJ/m2 ,热利用净效率 60 %。 太阳能聚光热发电可以输出净能量,平均每年输出电能,槽式系统为 312MJ/m 2 。 4 美国 2000 年能源平衡图 5 巨型太阳能电厂 : 世界 13 大太阳热能项目 太阳能发电厂依靠集聚太阳光,把热能转化为电能。有不少集聚太阳光的方法,如抛物槽、装有镜面的电力塔、抛物型碟、 菲涅尔 反射器等。 接下来让我们看看世界上 13 个最大的光伏技术太阳能项目。 1. 位置:美国莫哈韦沙漠 总装机容量: 500 兆瓦,计划扩容至 900 兆瓦 所属公司: BrightSource Energy and Pacific Gas Electric 状态:最早于 2011 年运营 更多信息:这块区域的电力塔是迄今世界上最大的集中太阳能项目。 PGE 与几家公司签订了合同,不久之后将运营超过 2000 兆瓦的太阳能。加州法律要求投资者所有的公用事业公司,至少供应 20% 的可再生能源。 2. 位置:美国莫哈韦沙漠 总装机容量: 500 兆瓦,可能会扩容至 850 兆瓦 所属公司: Stirling Energy Systems and San Diego Gas Electric 状态: 2011 年运营 更多信息: 2 万个抛物型碟分散安装在 4500 英亩沙漠中。每个碟高 40 英尺,能产生 2.5 千瓦电量。 3. 位置:南非阿平顿 总装机容量: 100 兆瓦,可能扩容至 600 兆瓦 所属公司: Eskom . 状态: Eskom 正在考虑是否继续建造这个项目 更多信息:这个项目过去几年一直是纸上谈兵,如果能最终实施,那南非将从第 15 大二氧化碳排放国降至第 25 位。 这个项目使用电力塔方式生产。一圈移动的镜面和日光反射装置追踪太阳变化的位置。镜面将光线反射向中央塔。集中的光线可以达到 600 ?C ,依靠光线融化盐水产生的蒸汽来驱动涡轮发电。 4. 位置:美国莫哈韦沙漠 总装机容量: 553 兆瓦 所属公司: Solel and Pacific Gas Electric 状态: 2011 年运营 更多信息: Solel 是家以色列的公司,此项目用了 120 万块镜面和 317 英里长的真空管道,建成后占地 6000 英亩,为 40 万户家庭提供电力。 5. 位置:美国加利福尼亚 总装机容量: 400 兆瓦 所属公司: Solar Partners 状态:计划 2012 年运营 更多信息:凡帕太阳能发电系统 (ISEGS) 将由三个在中心点连接起来的电力塔组成。这个日光反射装置高 7 英尺,宽 10.5 英尺。工程分三阶段进行,先造好两个 100 兆瓦的塔,再造 200 兆瓦的。 6. 位置:美国莫哈韦沙漠 总装机容量: 310 兆瓦 所属公司: Florida Power Light and Southern California Edison 状态:运营中 更多信息:太阳能发电系统 (SEGS) 由 9 个太阳能电厂的组成,它是目前世界上最大的单一太阳能发电源。相比之下,至今运营中的最大的光伏太阳能电厂在西班牙,能够产电 20 兆瓦。 40 万块镜面覆盖在 1000 英亩土地上。这些镜面是在 1984 至 1991 年建好的。 7. 位置:西班牙塞维利亚 总装机容量: 11 兆瓦,计划增加至 300 兆瓦 所述公司: Abengoa 负责镜面, ALTAC 负责电力塔 状态:运营中,预定在 2013 年达到 300 万兆瓦产能 更多信息:目前的电力塔坐落在周围的向日葵区域上方 115 米处, 624 块日光反射境将光线对向电力塔。 8. 位置:美国佛罗里达 总装机容量: 300 兆瓦 所属公司: Florida Power Light 状态:预定在 2011 年运营 更多信息:该项目将帮助佛罗里达完成靠 20% 风能和太阳能发电的目标。,目前佛罗里达州的电力供应一半靠天然气, 20% 靠核能。 9. 位置:美国亚利桑那 总装机容量: 280 兆瓦 所属公司: Abengoa Solar and Arizona Public Service Co 状态:预定在 2011 年运营 更多信息:该电厂由西班牙太阳能公司 Abengoa 所建,占地 1800 英亩,提供了 1500 个工作岗位。这个项目为 7 万家庭提供电能,少排放 40 万吨二氧化碳。 10. 位置:以色列内盖夫沙漠 总装机容量: 250 兆瓦 状态:政府尚未确定 更多信息:以色列计划 2016 年达到 5% 太阳能的目标。该国 710 万人口中的 100 多万已经装有屋顶太阳能热水器。 11. 位置:美国莫哈韦沙漠 总装机容量: 250 兆瓦 所属公司: Florida Power Light . 状态:预定在 2011 年运营 更多信息: Beacon 太阳能项目将在 2012 英亩土地上使用 50 万个抛物槽。建成后,该电厂将雇佣约 1000 名工人。 12. 位置:美国加利福尼亚 总装机容量: 177 兆瓦 所属公司: Ausra and Pacific Gas Electric . 状态:预定在 2010 年运营 更多信息: Ausra 将为约 6 万户家庭提供可再生太阳能。作为 Ausra 的客户, Pacific Gas Electric 公司 12% 的能源需求由可再生能源满足。 13. 位置:澳大利亚米尔迪拉 总装机容量: 154 兆瓦 所属公司: Solar Systems and TRUenergy 状态: 2010 年运营, 2013 年达到最大产量 更多信息:完全建成后,太阳能将为 4 万 5 千户家庭提供电力。 2030 年前,米尔迪拉可生产 5000 兆瓦太阳能。
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重压之下,中国太阳能产业行将缩水
slowlight 2009-3-8 11:08
随着全球经济下滑使支出缩减和产能过剩拉低价格,中国无序的太阳能电池板生产将出现合并重合的态势。只有少数类似无锡尚德的大公司有机会挨过此次危机,成为幸存者。 光伏模块制造者正在面临需求下降的困境,信用危机抽干了投资基金,降低了经营收入,造成了企业减产。 下面是最近业界的一些重点新闻: 尚德,世界最大的太阳能电池生产商,在(2008年)第四季度亏损 $65.9M,并称第三季度以来价格下降了20% LDK,一家多晶硅太阳能晶圆生产商, (2008年)第四季度亏损 $135-145M,并推迟实施产能扩张计划。 Trina,称由于太阳能模块价格下降造成 (2008年)第四季度亏损,2009年第一季度的销售量也将可能下滑。 Canadian,2009年销售量将比预期减少45%,在第四季度其毛利将出现负数。 Sunery认为受平均价格下滑的影响,2008(2009?)年毛利率将会是一个负的很大的个位数。
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地球科学原理之九 地球演化和构造运动的能量来源
rock6783 2009-2-25 16:24
广东海洋大学 廖永岩 (电子信箱: rock6783@126.com ) 从现有证据来看,能作用于地球的能量,主要应是重力势能、放射能、动能、太阳光能等四种。细分的话,重力势能可以分为两类:一是地球在吸积形成过程的早期造成的体积塌陷产生的重力势能;二是地球形成过程中由于熔融而造成的比重大的物质(如铁、镍等)向地心运动,而比重较小的物质(如硅酸盐岩及轻硅酸盐岩,如类花岗岩)向地表运动而产生分异的重力势能。放射能也可以分两类:一是氢等轻原子量物质的聚合而造成质量减少所释放出的原子能;二是铀、钚等物质裂变成低原子量的物质,如铅等,由于质量减少而释放出的原子能。动能,也可以分为两类,一主要是在地球吸积形成早期,大量地外物质撞入地球,地外物质的动能以碰撞能的形式作用于地球的能量;二是地球的自转速度变慢,释放出动能。 现有的证据和公认的事实告诉我们,重力势能、动能,主要作用于地球形成的早期,自从地球形成之后,即地球体积接近于现在的体积之后,它们对地球的影响都相当小。若地球真正存在能引起构造运动的收缩和膨胀的话,也应主要存在于地球体积形成之后,所以,重力势能和动能不足于造成地球大规模的收缩,也不可能造成地球大规模地膨胀,更不可能造成地球周期性地收缩和膨胀。 放射能虽然在逐渐减弱,但放射能具有累加性,所以,放射能有可能成为造成地球收缩或膨胀的能量。但是,地球的放射能是如此之弱,假设所有的地球构造运动都是由于地球收缩和膨胀造成,而所有的收缩和膨胀又都是由于放射能造成的,也即所有的地球构造运动都是放射能造成的话,地球自其存在以来所产生的放射能,应和地球演化过程中造成构造变化的总能量及地球逐渐向外热辐射的总能量相等。通过计算发现,地球的放射能小于地球向外热辐射的能量 (陈永生和李自安, 1998 ) ,甚至不能维持地球的温度,以至于地球的温度不断降低,地球的放射能根本没有多余的能量用于地球的构造演化。所以,仅从能量大小上来说,放射能也不足以成为造成地球所有构造运动的能量。同时,就算放射能能量级别达到了地球构造运动所需的能量级别,放射能也很难造成地球周期性的收缩和膨胀。因为到目前为止,尚没有发现放射能强弱呈周期性变化的任何证据。 综上所述,能造成地球构造运动的能量,仅只有相对来说取之不尽用之不竭,且在不断加强的太阳能。那么,太阳能为什么能成为造成地球构造运动的能量呢?太阳能又是如何造成地球的收缩和膨胀的?太阳能是如何造成地球的构造运动的呢?太阳能是全太阳系都能享受的能量,为什么仅在地球上能形成构造运动呢?这我们在后面的章节里将详细地逐步分析和讨论。 在这里,我们先简单分析一下太阳能造成地球构造运动的可能性。 若真是太阳能造成了地球的构造运动的话,由于它远大于放射能,它还在不断加强,仅从能量级别上看,它造成地球收缩和膨胀,最后造成地球的构造运动,是根本没有问题的。但太阳系里的 9 大行星,及众多的卫星,都能得到太阳能,为什么仅有地球能产生收缩和膨胀而最终产生构造运动呢?相对其它大多数行星或卫星来说,地球离太阳的距离近,就算是原因,也不应是主要原因,因为,离太阳比地球近的还有水星和金星。地球除离太阳较近,能得到相对较强的太阳光能外,她和其它太阳系星体不一样的,主要是其上有大量的液态水。还有,太阳系里,目前也只在它上面发现生命,也只有地球上有大量的氧气。地球上的生命,是因为地球上有水后,逐渐演化来的;而氧气,是由于地球上有生命,并演化出了能进行光合作用的植物,使地球上的氧气不断增多。所以,就算地球上的生命和氧气是造成地球区别于太阳系其它星体、造成地球收缩和膨胀,最终造成地球的构造运动的原因,也应不是最初的原始原因。所以,若真是太阳能造成了地球收缩和膨胀的周期性变化,最终导致了地球的构造运动的话,主要应是地球上有大量液态水的存在。最有可能的推测是:地球上的元素构成、地球离太阳的适当距离、地球适当的体积和质量、地球适当的自转周期和公转轨道等天文和地质因素的共同作用,使地球上有了液态的水;而这液态的水,造就了地球上的生命;地球上有了生命,也就使地球上有了氧气。在液态水、生命、高含量氧气这些地球仅有的而其它星体没有或没有同时具有的因素的共同作用下,地球利用太阳能,形成了地球仅有的周期性的收缩和膨胀,最终造成了地球仅有的构造运动。 最有可能造成地球周期性收缩和膨胀的三大原因 - 液态水、生命存在及大量氧气中,生命的存在和氧气的存在,很难单独造成地球的周期性收缩和膨胀。所以,地球上生命的存在和大量氧气的存在,不可能直接造成地球的周期性收缩和膨胀。最有可能造成地球周期性收缩和膨胀的因素,就只剩下大量的液态水了。 根据目前一致公认的事实和证据可知,目前的地球有一个固态的内核,一个液态的外核,一个固态的地幔,地幔外围,有一层准液态的软流圈,软液圈外是固态岩石圈(由地壳和部分上地幔构成),岩石圈外,是地球特有的大量液态水构成的水圈,水圈外是地球特有的含大量氧气等气体的大气圈。我们说地球的体积收缩和膨胀,在很大程度上,我们是以岩石圈(或固体地球)为标准的。也就是说,我们说地球的收缩,是指地球岩石圈的收缩;我们说地球的膨胀,也指的是地球岩石圈的膨胀。若真是地球上独有的大量液态水造成了地球的收缩和膨胀,唯一可能的是,岩石圈外的液态水,以某种形式或某种方式进入地球的岩石圈内部,使岩石圈的体积得以增大。当其从岩石圈内部释放出来时,使岩石圈体积得以缩小。虽然构成岩石圈的花岗岩和玄武岩对水有一定的通透性,但要有能造成地球构造变化规模的水进出岩石圈,并能造成岩石圈体积在一定规模上膨胀和收缩,仅靠少量水的渗透是不可能完成这个任务的。综合考虑现有的事实和证据及地球的演化历史,水圈的液态水,唯一进入岩石圈,造成岩石圈膨胀和收缩的可能,是水在两极形成冰川(当然也可能在高山上形成冰川,但其规模远小于极地地区),通过冰川的形成和消融而造成地球的岩石圈体积膨胀和收缩。 当厚达几千米(如现在的南极冰川平均厚度为 2450m ,最厚处 4645m )的极地冰川形成时,造成极地区域重力正异常,大地水准面负异常。在地球均衡调整作用下,极地冰川和冰川下的岩石圈一道下沉,直至重力正异常消失为止。这样,地球所特有的大量液态水,以冰川的形式,进入了地球岩石圈的内部,使地球岩石圈的体积膨胀。当冰川消融,大量的冰川质量转移至海洋,原冰川区重力负异常,大地水准面正异常。在地球均衡调整作用下,原冰川区反弹性上升,造成岩石圈收缩。 那么,液态水、生命和氧气这些地球特有的因素,又是怎么通过太阳能造成地球周期性地收缩和膨胀的呢?我们将在后面的章节里详细讨论。 下一部分(近 10 回的篇幅),我们将分析 冰川的地质作用及其证据 。 冰川可分为哪些种类?冰川能造成什么样的均衡调整?且听下回分解。 未完,待续。 下回预告 : 地球科学原理之 10 冰川造成地球均衡调整 参考文献: 陈永生,李自安 . 地球形成与演化的一种新说法 . 北京:石油工业出版社 . 1998 : 13-79 (注: 本地球科学原理系列,是根据廖永岩著,海洋出版社( 2007 年 5 月)出版的《地球科学原理》一书改编而来,转载者请署明出处,请不要用于商业用途 )
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再谈温差发电方案-和张学文老师
iwesun 2009-1-6 00:05
再谈温差发电方案-和张学文老师    张学文 老师在2004年就提出,塔里木盆地应当建成为我国最大的太阳能基地,详见 《也谈温度差发电等问题》 ,确实是一个很有建设性的方案,俺在详细探讨一下,温差发电的可行性方案。   太阳能,是人类一直都想利用,但确有老虎吃天,无从下手的感觉。   俺不分析太阳能的特点了,大家耳熟能详,略微分析一下工程的要求。    廉价是第一位的,高效是需要不断努力的,环境是必须需要考虑的。(你别以为,搞出许多风车,就不算是环境污染了,俺看着这东东就心烦,你说算不算污染?)   廉价的要求,直接排出了太阳能电池、温差热电偶的方式,温差热电偶也许未来能有有前途,但目前俺还是不敢想象几千平方公里的热电偶阵列,每平米3~5元,是不现实的,即使实现了,仍然价格太高。    任何能源装置都有两个需求,一个是集中式的,一个是分布式的, 在这两个运用中, 俺个人还是看好传统的热机模式。    第一媒介(直接媒介) ,第一得要求廉价, 水是无可争议的 ,第二个要求是热容,水也是当之无愧的,水做为储能介质,也是很合适的。温差作为一个广泛存在的能源形势,是广泛的,基本不受昼夜和季节的变化,而发生剧烈变化。    第二媒介 ,还是要求廉价,直接采用热电偶的形式,仍然会成本太高,氟利昂及其衍生物,仍然是首选,目前已经存在沸点在室温的温差之内的媒介,这一块,其实很成熟。    具体的水库的设计, 可以使双库,甚至是三库等多库设计,不一定非得直接利用水的自然温度梯度,这样的方案是很灵活多样的,大家都是专家,俺就不班门弄斧了。    温差发电的核心,仍然是低温(压)差的热机的设计和实现,如果能够高效廉价地实现低温(压)差的热机,温差发电是很有前途的运用。   最近国家再搞风能发电,其实温差发电比风能发电更有前景,也更有社会和环境价值。    低温(压)差的热机,不但可以实现集中式运用,对于分布式的运用,也可以良好的支持,智能大厦,智能小区,都可以与环境景观设计融为一体(不就是个水池么?大家都会喜欢。) ,实现真正的绿色能源。
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科技前沿: 太空太阳能发电系统
cuncaoxin 2008-10-5 17:36
                       太空太阳能发电系统        来源:日本科技信息门户(Science Links Japan)            刊载日:2008年9月29日   几十年以来 ,全世界的科学家们一直都在努力探寻有无可能在太空中建造发电站,将太阳能转化为能量并将其输送回地球。这个想法由于耗资过大而且不且现实,长期以来未受到大家的重视,但是随着人们越来越关注能源的前景及地球环境,这种太空太阳能发电系统又开始引起人们的注意。   日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的科学家们正在计划在2030年之前将一套太空太阳能发电系统(SSPS)发送至太空轨道。根据科学家们的构思,该系统将由巨大的太阳能帆板组成,这些帆板位于静止轨道中,能够将太阳光线转化为微波或激光能量,然后将其输送至地面上的发电站并生产出总计10亿瓦的商业用电。这大约等同于一座大型核电站的发电能力。   就目前而言,宇宙航空研究开发机构的科学家们尚未考虑复杂的物流程序以及在太空中建造发电设施的预计成本。他们现在的注意力都集中在基本硬件的开发工作上。去年大阪的研究者们成功地利用太阳光生产出约180瓦激光能,随后今年2月北海道的研究者们也开始对一套用来将微波能量从太空中传送回地球的电力传输系统进行测试。   上述基础技术一旦开发成功,紧接着下一步就是如何解决繁重物流工作的难题并降低建造成本。太空发电站的最终目标是以每千瓦时约6日元(约合6.5美分)的目标成本价格提供稳定的电力供给,这一价格接近于当今发电设备的发电成本。 Links: Farming Solar Energy in Space 画家所描绘的太空太阳能发电系统(SSPS)构想图。(日本宇宙航空研究开发机构供图)
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三个世纪的沙漠观
zhangxw 2008-7-28 11:35
三个世纪的沙漠观 张学文, 2008-7-28 19 世纪(包括更早):沙漠是有热量而没有水分的地方。所以那里没有农业和牧业,人类难以生存,最多是搞一些探险、考察活动。那时如何利用科学开发沙漠是个无解问题。于是 无用论是 19 世纪流行的沙漠观 。 20 世纪:在沙漠无用的大格局内,出现了新观点: 沙漠下面是否有矿产? 于是 50 年代出现了克拉玛依油田, 90 年代出现了塔里木油气田。沙漠为国家每年提供上千万吨级的石油。 20 世纪的人们对沙漠的看法已经进步了,乐观了。但是石油是不可再生资源,几十年就开发的差不多了。把仅存的石油资源让这本代人消耗掉,而且仅是作为能量来消耗委实太浪费,它具有掠夺性,非长久之计。 21 世纪:依然是在沙漠无用的基础上, 向沙漠要太阳能资源的观点已经兴起 。这是说我们要摆脱沙漠地区没有水就没有出路的老思维模式。取代它是沙漠土地便宜,地域广阔,太阳能丰富。只要妥当的技术配合好,就可以从那里提取出大量的能量,供社会需要。所以 21 世纪的沙漠观是:可再生能源基地。我认为 21 世纪塔里木盆地会成为我国重要的能源基地,而这是指依靠它的太阳能 。 ------------ 2008-7-25 据英国《卫报》报道,欧洲科学家近日提出一项新计划,在广袤无垠的撒哈拉沙漠上建设的长方形太阳能发电站,通过利用这片沙漠上丰富的太阳能降低欧洲的碳排放量。说只需要收集照射在撒哈拉沙漠和中东沙漠上的太阳能的 0.3% ,就能满足整个欧洲的能源需求。科学家正要求建设一系列太阳能发电站 ( 通过光电池或通过收集太阳热量加热水来驱动涡轮产生电流 ) ,作为一项分享欧洲大陆可再生能源计划的一部分。 据测算,我国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是 5000-6000 兆焦耳。我国 40 万平方公里沙漠面积上每年得到的太阳能是 2*10 21 焦耳。它大约折合每年 700 亿吨标准煤 , 是我国 21 世纪初期煤的年消耗量的 40 倍。 20 世纪末太阳能热气流发电已经实验成功,而且其成本与其他发电成本相当。 21 世纪光电池发电的成本肯定会再降低,这都使沙漠地区的太阳能发电从理想走向实用。在笔者看来,把大面积上的阳光通过反射( 成本比太阳能板底很多 )而聚焦到小面积的光电池板上或者用它加热水体以驱动涡轮产生电流应当是具有竞争力的发电技术。
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[转载]太阳能发动机 工作原理
热度 1 kxj5639245 2008-6-18 11:49
当德国人兴冲冲的花了数十亿建了个所谓的世界上最大的太阳能发电站时,中国人却可以不屑一顾,因为我们有了廉价的太阳能发动机,它可以让我们用同样的钱来建上百个同样功率的太阳能发电站。太阳能发动机:又称补充式太阳能空气发动机,是一种以空气为介质,利用太阳能加热做功的发动机。 针对数千元一平米的光伏太阳能电池板而言,花数千万元也只能利用足球场面积大小的太阳光照面,而该发动机装置只需建几道弧形的聚光围墙,在围墙上贴上一层反光材质来聚光就可以了,其廉价的优越性是无可替代的。 该发动机主要包括换气装置、加热装置和做功装置三部分。其工作原理是先把冷空气压缩得具有二个大气压的压强,然后加热作等压膨胀,再将膨胀后的气体释放势能做功,这样就多获得了膨胀出来的气体所做的功,从而实现了热功的转换。在浮力法太阳能发电方法中讲过了补充式加热的方法是一种既可内然又可外然、不受空间面积限制、能无限循环而超高效的利用热能资源的方法,因此本装置仍然使用补充式加热方法。所谓补充式加热:因为空气做功的大小取决于膨胀率,而空气的膨胀率又取决于加热前后的温差,为了取得最大的温差最好的办法就是把热空气直接换成冷空气,因此在加热装置内拥有一定量气体的状态下一边排出高压热空气做功一边也在不断的充入冷空气来受热膨胀,这就是补充式加热。只有具有一定压强的空气受热膨胀后才能做功,所以冷空气先要被压缩才能充入加热装置加热,而压缩冷空气需要做功,这个功当然是取自热空气所做出的功的一部分,要想有效的利用热空气做出的功来压缩冷空气,就必须尽量的减少功的转换过程,最好的办法就是用热空气的压强势能所产生的推力来直接推压冷空气,然而我们都知道,气体释放势能时压强所产生的推力是由大到小的,而压缩气体时,所需的推力却是由小到大的,这两者不能同步,因此这就需要一个能变力的装置来完成,即把热空气产生的由大到小的力转换成由小到大的力来同步压缩所需要的力,当然这个转变也不能有太大功耗。为了方便设计,这里先设加热装置内有两个大气压,空气就需要压缩成一半才能被推入加热装置,忽略摩擦力和温度的影响,作出空气体积变化和压强变化的关系如图(图中的红线) 要想使两边力能够平衡,只要找到一种运动中力的变化过程与之相似的即可。我们很容易想到重物作圆周运动时在切边上产生的分力,作重物圆周运动时角度变化和切边分力变化的关系图(上图中的蓝线),对比我们发现,除开始小范围外,其它都很接近,我们去掉开始一段距离,从与水平线成大约8度左右的地方开始运动,再作关系线(如图中绿线),我们发现,两者已经很接近。因此我们就采用重物作圆周运动来逆反空气对活塞的作用力,下面来具体分析一下受力情况:圆轮上的重力球的重力与活塞受到两个大气压时的推力相当,圆球起始位置到圆顶位置的弧长等于活塞在缸内的移动距离,忽略磨擦阻力和温度对空气膨胀率的影响。 初始时(图一),重力球在轮的右边8度的位置上,其对杠杆产生的压力等于加热装置内二个大气压热气对活塞产生的推力,左边活塞不受力,三者处于受力平衡状态;装置运行(图二),右边活塞上移20%,受到的与加热装置连通的热空气的推力没有变,而圆球转动到40.8度的位置上,它对右边杠杆的压力减少了23.6%,左边的活塞下移20%,因为空气被压,它受到增加了的25%个大气压的阻力,这时三者大致能够平衡;继续运行(图三),右边活塞上移50%,受到的热空气的推力仍没变,为二个大气压,而圆球因转到顶点,它对杠杆已没有力的作用,而左边活塞下移50%,它的压强增加了100%个大气压强,因此也为二个大气压,这时三者受到的作用力还是平衡的;装置继续运行(图四),右边活塞超出了一半体积,热气阀门关闭,开始靠减压膨胀做功,移动到80%时,压强降了75%个大气压,而圆球运动到左边40.8度的位置,这时它对左边杠杆产生了相当于起始作用力的76.4%的压力,而左边杠杆压缩超过50%后,缸内压强等于加热装置内的压强,气体开始被推入加热装置,因此它的受力不再变化,始终为二个大气压,此时三者的受力大致平衡;(图五)当右边活塞移到顶端时,空气不再膨胀,活塞只受到一个大气压的基础压力,即不受力.圆球移到左边8度的位置,它对左边杠杆产生的压力等于二大气压对活塞产生的压力,左边的活塞依然只受到等于加热装置内的两个大气压的压力,此时,三者依旧受力平衡。 由上述过程可以看出, 借助逆力装置用排热空气产生的推力来直接压缩冷空气的过程,其功耗极小,当结合惯性轮使用时,功耗几乎可以忽略不计,也就是说,在不费功的情况下,把冷空气压入具有二个大气压的加热装置,而换出等体积的热空气减压排出,而冷空气被加热作等压膨胀出来的那部分气体则可以通过做功装置来排气做功,从而达到了热功的转换过程。假如一缸可以压入1升二个大气压的冷空气,用太阳聚光加热到170度左右,大约可以膨胀成1.5升的热空气,去掉1升热空气释放势能做功补偿压缩冷空气所做的功,剩余0.5升二个大气压的热空气释放势能所做的功就是我们利用太阳能所做得的功。 相对而言,整个装置虽然技术含量比较低,但它确实是一个实用的廉价的产生安装使用都很方便简单的装置。在这新兴技术还不能普及的年代,这种太阳能发动机还是有很大使用价值的,比起光伏发电,同样的功率却只需其千之几的建设成本。 (原文 http://blog.163.com/cys_179/ )
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21世纪塔里木盆地应当建成为我国最大的太阳能基地
zhangxw 2007-7-27 12:33
21世纪塔里木盆地应当建成为我国最大的太阳能基地 张学文 2007-7-27 发表于气象港和科学网 1. 塔里木盆地位于天山与昆仑山系之间,面积5310 4 km 2 ,是我国最大的内陆盆地。盆地中部是面积为3310 4 km 2 的塔克拉玛干大沙漠,它是我国面积最大的沙漠。由于缺少雨水,那里的农业开发自然十分困难的。 2. 但是缺少雨水的另类气象解读就是那里日光充足,据测算,我国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000-6000兆焦耳。我国40万平方公里沙漠面积上每年得到的太阳能是2*10 21 焦耳。它大约折合每年700亿吨标准煤,是我国煤的年消耗量的40倍,它是太阳每年送给沙漠地区的无污染的能量。承认这个巨大的能量的存在以后,也就得考虑如何利用。 3. 而沙漠的另类解读是正因为连农业都难存在,那里土地的价格十分便宜。在能源日益紧张的今天,自然要考虑如何利用塔里木盆地巨大的可再生能源(石油是不可再生能源)。核心问题是如何把太阳能变成电力送出来。 4. 开发沙漠地区的太阳能的方法很多。用太阳能电池板是最直接的回答,但是它目前的成本比较高(每KW要50000人民币的投资)。20世纪末又发展了太阳能热气流发电,每KW 要投资5000-8000人民币。2004年笔者在海水温度差发电的启发下提出了利用沙漠表层(3米)温度差(10-40℃)用热电偶发电的思路而最近(2007.7.26)有报道说新泽西理工学院科研人员开发出既便宜又简单的太阳能电池板生产方法。可再生、廉价、无污染的能源的成本在逐步降低。 5. 由于沙漠地区的热气流发电的成本已经与目前的电价差不多,我们应当相信随着技术的进步,本世纪内把沙漠地区太阳能转变成电能的成本会进一步降低,代替火力发电的水平。 基于以上分析,我认为21世纪塔里木盆地可以建成为我国最大的太阳能基地,它也可能成为我国最大的能源基地。--所以我们从现在开始就应当在这个方向投入更多的关注(政策、技术、资金.、人才)。 参考网页 (1) 沙漠建电站: http://qxg.com.cn/n/?cid=20nid=12771fc=nd (2) 靠沙漠表层温度差发电2004 http://qxg.com.cn/n/?cid=20nid=12216fc=nd (3) 新的太阳能电池板生产方法:2007.7 http://qxg.com.cn/n/?fc=ndcid=20nid=14195
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