中國蘊藏着豐富的太陽能資源，太陽能利用前景廣闊。目 前，中國太陽能産業規模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生産量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生産國。中國比較成熟太陽能産品有兩項：太陽能光伏發電系統和太陽能熱水系統。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形态，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。太陽能發電廣泛用于太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能便攜式系統，太陽能移動電源，太陽能應用産品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建築等領域。高考地理中一般從太陽能的開發利用條件和存在的問題進行分析，主要考查學生運用所學的知識來分析并解決現實問題。

　　太陽能（solar energy），是一種可再生能源。是指太陽的熱輻射能（參見熱能傳播的三種方式:輻射），主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。

太陽能簡介

　　自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬幹物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬鹹魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。

　　盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一，但已高達173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤，每秒照射到地球的能量則為1.465×10^14焦。地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

太陽能分類

　　１、光伏：光伏闆組件是一種暴露在陽光下便會産生直流電的發電裝置，由幾乎全部以半導體物料（例如矽）制成的固體光伏電池組成。簡單的光伏電池可為手表以及計算機提供能源，較複雜的光伏系統可為房屋提供照明以及交通信号燈和監控系統，并入電網供電。光伏闆組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以産生更多電能。天台及建築物表面均可使用光伏闆組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設施通常被稱為附設于建築物的光伏系統。

　　２、光熱：現代的太陽熱能科技将陽光聚合，并運用其能量産生熱水、蒸氣和電力。除了運用适當的科技來收集太陽能外，建築物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設計時加入合适的裝備。

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太陽能的優點

　　（1）普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，便于采集，且無須開采和運輸。

　　（2）無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

　　（3）巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

　　（4）長久：根據太陽産生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

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知識梳理：太陽能的缺點

　　（1）分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說來，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，則隻有200W左右。而在冬季大緻隻有一半，陰天一般隻有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備，造價較高。

　　（2）太陽能闆污染：現階段，太陽能闆是有一定壽命的，一般最多3-5年就需要換一次太陽能闆，而換下來的太陽能闆則非常難被大自然分解，從而造成相當大的污染。

太陽能的缺點

　　（３）不穩定性：由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、雲、雨等随機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競争的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。

　　（４）效率低和成本高：太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，現在的實驗室利用效率也不超過30%，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競争。

太陽能與礦物能源相比的優缺點

　　１、優點：儲量大、清潔、可再生資源；能夠緩解人類能源不足，改善大氣環境。

　　２、缺點：受季節和天氣影響大；資金、技術要求高，收集比較困難；占地面積廣。

太陽能的影響因素

太陽能的開發

　　第一，世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要，而又不危及後代人前途的社會。因此，盡可能多地用潔淨能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設應該遵循的原則。随着能源形式的變化，常規能源的貯量日益下降，其價格必然上漲，而控制環境污染也必須增大投資。

　　第二，中國是世界上最大的煤炭生産國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76%，已成為中國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術将成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。

太陽能應用領域

　　１、用戶太陽能電源

  （1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；

  （2）3-5KW家庭屋頂并網發電系統；

  （3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

  ２、交通領域：交通領域如航标燈、交通/鐵路信号燈、交通警示/标志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

  ３、通訊/通信領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。

　　４、石油、海洋、氣象領域

  石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

  ５、家庭燈具電源

  如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

  ６、光伏電站

  10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。

  ７、汽車領域

  太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；

光伏電站修建的區位因素

　　(1)光伏電站修建占地面積大，需要地形平坦廣闊，地質條件穩定。

　　(2)多晴朗天氣，光照充足，太陽輻射強。

　　(3)産業基礎較好：發展光伏産業需要大量的光伏矽片、光伏電池和相關部件。

　　(4)政府政策支持：國家大力補貼，降低安裝成本。

　　(5)避開居民聚居區、重要自然景觀、曆史遺迹和自然保護區，避開水土流失嚴重、生态脆弱地區。

我國出現“棄光限電”的原因

　　①發電量與用電量存在時空差異：我國光伏發電主要在西部地區，用電量主要集中在我國東部地區，且西部地區當地用電量較少。

　　②光伏發電受季節、時間和天氣條件限制，發電量不穩定，連續性差。

　　③我國遠距離輸電設備不足。

“棄光限電”的應對措施

　　①提高遠距離輸電設備基礎設施建設。

　　②西部地區加強産業發展，增加用電量，加強進行西部地區和東部地區發電量和用電量的協調。

　　③采用光伏發電與火電、風電并舉的方針，增強發電的穩定性和連續性。

光伏電站的弊端

　　(1)破壞原有自然景觀、破壞地表土壤和稀疏植被，在幹旱地區加劇風蝕和荒漠化，使生态環境更加脆弱。

(2)在東部地區圍墾填埋濕地等占用大量天然湖泊濕地，改變原有環境和生态系統；水體光照減少，水溫産生變化；對水鳥的栖息和生存造成影響。

(3)造成光污染：光伏電池材料色彩豐富，有黑色、灰色、白色、藍色、棕色等且表面有塗層。

(4)光伏設備生産等産業耗能高、污染環節衆多。

(5)光伏電池(含有鉛、銻、镉、硫酸等有毒物質)報廢後會産生嚴重的環境污染(水污染、土壤污染、植被污染等)，破壞生态環境。

太陽能總結

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