太阳能开发利用的“轨迹”
1615年,法国工程师所罗门·德·考克斯发明的第一台简易太阳能驱动装置揭开了人类近代利用太阳能的历史。从1615年至1900年,世界上又研制出多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置,但这些装置功率不大,价格昂贵,实用价值并不高。20世纪70年代后,太阳能的科技可谓日新月异,而过去的100年里,太阳能利用的发展史大致可分为七个阶段。
第一阶段(1900-1920):世界上太阳能研究的重点是太阳能动力装置,但采用的聚光方式多样化,并且开始用平板集热器和低沸点工质,装置逐渐扩大,最大输出功率达73.64千瓦,实用目的比较明确,但造价仍然很高。
第二阶段(1920-1945):太阳能研究工作处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目大为减少,主要原因是矿物燃料的大量开发利用和第二次世界大战的爆发。
第三阶段(1945-1965):二战结束后,一些有远见的人士已注意到石油和天然气资源正在迅速减少,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展,开始成立太阳能学术组织,举办学术交流和展览会,再次兴起太阳能研究热潮。1954年,美国贝尔实验室研制出实用型硅太阳能电池,为大规模光伏发电应用奠定了基础。在这一阶段中,太阳能基础理论和基础材料的研究逐渐加强,取得了如太阳选择性涂层和硅太阳能电池等技术上的重大突破。
第四阶段(1965-1973):由于太阳能利用技术仍处于成长阶段,加上投资大,效果不理想,难以与常规能源竞争,因此得不到公众、企业和政府的重视和支持,太阳能的研究工作停滞不前。
第五阶段(1973-1980):1973年10月中东战争的爆发,使世界面临“能源危机”。人们开始认识到,现有的能源结构必须彻底改变,开发利用太阳能热潮再次兴起。1973年,美国制定了政府级阳光发电计划,太阳能研究经费大幅度增长,并且成立太阳能开发银行,促进太阳能产品的商业化。日本在 1974年公布了政府制定的“阳光计划”。在我国,1975年河南安阳召开了“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”,推动国内太阳能事业的发展。
第六阶段(1980-1992):世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费,其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是:世界石油价格大幅回落;太阳能技术也没有重大突破,提高效率和降低成本的目标没有实现;核电发展较快。此时,我国太阳能研究工作也出现停滞。
第七阶段(1992-):由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,通过了《里约热内卢环境与发展宣言》、《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件,把环境与发展纳入统一的框架,确立了可持续发展的模式。世界各国开始加强清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在一起,使太阳能利用走出低谷。我国政府也提出了10条对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”。