进入21世纪,人类将面临实现经济社会可持续发展的重大挑战。在资源有限和环境保护严格的双重约束下发展经济,已成为一个全球性的热点问题。能源问题将更加突出。能源短缺使世界上大多数国家的能源供应不足,无法满足其经济发展的需要。从长远来看,世界上已探明的石油储量只能使用到2020年,天然气只能使用到2040年左右,即使煤炭资源的储量只能使用两三百年。
由于煤炭、石油等化石燃料的燃烧,每年有数十万吨硫等有害物质被抛向空中,对大气环境造成严重污染,直接影响居民的健康和生活质量;一些地区形成酸雨,严重污染了水和土壤。化石能源的使用产生大量的温室气体,造成温室效应;造成全球气候变化。这一问题已经提上了全球议程,有关国际组织也举行了几次会议来限制二氧化碳等温室气体的排放。因此,解决上述能源问题,实现可持续发展,人类只能依靠科技进步,大规模开发利用可再生能源和清洁能源。
太阳能的“无限”太阳能储量约为1.6×1023KW / s。一年内到达地球表面的太阳能总量相当于1.892×1013亿吨标准煤。它是世界上已探明的主要能源储备。一万次。与传统能源的有限能量相比,太阳能具有取之不尽、用之不竭的“无限”储量。对于其他能源,太阳能在全球大部分地区都有普遍存在,并且可以在当地使用。这为传统能源短缺国家和地区解决能源问题提供了光明的前景。所使用的清洁太阳能,如风能、潮汐能等清洁能源,在开发利用过程中几乎不产生任何污染。利用经济学可以从太阳能利用经济学的两个方面来看待。首先,太阳能是取之不尽用之不竭的,它在接收太阳能时不征收任何“税”,而太阳能可以在任何地方使用。第二,在目前的技术发展水平,太阳能利用不仅是可能的,而且是可行的。因此,太阳能将在世界能源结构转型中发挥重要作用,成为理想的替代能源。
2. 太阳能电池
上世纪50年代,第一台实用硅太阳能电池的问世揭开了光电子技术的序幕,开启了人类利用太阳能的新篇章。自20世纪60年代太阳能电池进入太空,70年代进入地面以来,太阳能光伏技术发展迅速。自1990年以来,太阳能光伏发电设备的全球市场份额平均每年增长16%。目前,电力总装机容量已达800MW,相当于美国20万户家庭的年用电量。1997年,全球太阳能电池销量增长40%,成为全球增长最快的能源。