隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展、社會(huì )的進(jìn)步，人們對能源提出越來(lái)越高的要求，尋找新能源成為當前人類(lèi)面臨的迫切課題?，F有能源主要有3種，即火電、水電和核電。

火電需要燃燒煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蘊藏量有限、越燒越少，正面臨著(zhù)枯竭的危險。據估計，全世界石油資源再有30年便將枯竭。另一方面燃燒燃料將排出CO2和硫的氧化物，因此會(huì )導致溫室效應和酸雨，惡化地球環(huán)境。

水電要淹沒(méi)大量土地，有可能導致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型水庫一旦塌崩，后果將不堪設想。另外，一個(gè)國家的水力資源也是有限的，而且還要受季節的影響。

核電在正常情況下固然是干凈的，但萬(wàn)一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故，已使900萬(wàn)人受到了不同程度的損害，而且這一影響并未終止。

這些都迫使人們去尋找新能源。新能源要同時(shí)符合兩個(gè)條件：一是蘊藏豐富不會(huì )枯竭;二是安全、干凈，不會(huì )威脅人類(lèi)和破壞環(huán)境。目前找到的新能源主要有兩種，一是太陽(yáng)能，二是燃料電池。另外，風(fēng)力發(fā)電也可算是輔助性的新能源。其中，最理想的新能源是大陽(yáng)能。

太陽(yáng)能發(fā)電是最理想的新能源

照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能，便足以供全球人類(lèi)一年能量的消費?？梢哉f(shuō)，太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽(yáng)能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽(yáng)能發(fā)電被譽(yù)為是理想的能源。

從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)大陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)：

①無(wú)枯竭危險;

②絕對干凈(無(wú)公害);

③不受資源分布地域的限制;

④可在用電處就近發(fā)電;

⑤能源質(zhì)量高;

⑥使用者從感情上容易接受;

⑦獲取能源花費的時(shí)間短。

不足之處是：

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積;

②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。

但總的說(shuō)來(lái)，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽(yáng)能具有極大優(yōu)點(diǎn)，因此受到世界各國的重視。

要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現太陽(yáng)能發(fā)電同現在的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

目前，太陽(yáng)電地主要有單晶硅、多晶硅、非晶態(tài)硅三種。單晶硅太陽(yáng)電池變換效率最高，已達20%以上，但價(jià)格也最貴。非晶態(tài)硅太陽(yáng)電池變換效率最低，但價(jià) 格最便宜，今后最有希望用于一般發(fā)電的將是這種電池。一旦它的大面積組件光電變換效率達到10%，每瓦發(fā)電設備價(jià)格降到1-2美元時(shí)，便足以同現在的發(fā)電 方式竟爭。估計本世紀末便可達到這一水平。

當然，特殊用途和實(shí)驗室中用的太陽(yáng)電池效率要高得多，如美國波音公司開(kāi)發(fā)的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽(yáng)電地，光電變換效率可達36%，快趕上了燃煤發(fā)電的效率。但由于它太貴，目前只能限于在衛星上使用。

太陽(yáng)能發(fā)電的應用

太陽(yáng)能發(fā)電雖受晝夜、晴雨、季節的影響，但可以分散地進(jìn)行，所以它適于各家各戶(hù)分激進(jìn)行發(fā)電，而且要聯(lián)接到供電網(wǎng)絡(luò )上，使得各個(gè)家庭在電力富裕時(shí)可將其賣(mài)給電力公司，不足時(shí)又可從電力公司買(mǎi)入。實(shí)現這一點(diǎn)的技術(shù)不難解決，關(guān)鍵在于要有相應的法律保障?，F在美國、日本等發(fā)達國家都已制定了相應法律，保證進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電的家庭利益，鼓勵家庭進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電。

日本已于1992年4月實(shí)現了太陽(yáng)能發(fā)電系統同電力公司電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，已有一些家庭開(kāi) 始安裝太陽(yáng)能發(fā)電設備。日本通產(chǎn)省從1994年開(kāi)始以個(gè)人住宅為對象，實(shí)行對購買(mǎi)太陽(yáng)能發(fā)電設備的費用補助三分之二的制度。要求第一年有1000戶(hù)家庭、 2000年時(shí)有7萬(wàn)戶(hù)家庭裝上太陽(yáng)能發(fā)電設備。

據日本有關(guān)部門(mén)估計日本2100萬(wàn)戶(hù)個(gè)人住宅中如果有80%裝上太陽(yáng)能發(fā)電設備，便可滿(mǎn)足全國總電力需要的14%，如果工廠(chǎng)及辦公樓等單位用房也進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電，則太陽(yáng)能發(fā)電將占全國電力的30%-40%。當前阻礙太陽(yáng)能發(fā)電普及的最主要因素是費用昂貴。為了滿(mǎn)足一般家庭電力需要的3千瓦發(fā)電系統，需600萬(wàn)至700萬(wàn)日元，還未包括安裝的工錢(qián)。有關(guān)專(zhuān)家認為，至少要降到100萬(wàn)到200萬(wàn) 日元時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電才能夠真正普及。降低費用的關(guān)鍵在于太陽(yáng)電池提高變換效率和降低成本。

不久前，美國德州儀器公司和SCE公司宣布， 它們開(kāi)發(fā)出一種新的太陽(yáng)電池，每一單元是直徑不到1毫米的小珠，它們密密麻麻規則地分布在柔軟的鋁箔上，就像許多蠶卵緊貼在紙上一樣。在大約50平方厘米 的面積上便分布有1，700個(gè)這樣的單元。這種新電池的特點(diǎn)是，雖然變換效率只有8%—10%，但價(jià)格便宜。而且鋁箔底襯柔軟結實(shí)，可以像布帛一樣隨意折疊且經(jīng)久耐用，掛在向陽(yáng)處便可發(fā)電，非常方便。據稱(chēng)，使用這種新太陽(yáng)電池，每瓦發(fā)電能力的設備只要15至2美元，而且每發(fā)一度電的費用也可降到14美分左右，完全可以同普通電廠(chǎng)產(chǎn)生的電力相競爭。每個(gè)家庭將這種電池掛在向陽(yáng)的屋頂、墻壁上，每年就可獲得一二千度的電力。

太陽(yáng)能發(fā)電的前景

太陽(yáng)能發(fā)電有更加激動(dòng)人心的計劃。一是日本提出的創(chuàng )世紀計劃。準備利用地面上沙漠和海洋面積進(jìn)行發(fā)電，并通過(guò)超導電纜將全球太陽(yáng)能發(fā)電站聯(lián)成統一電網(wǎng)以便向全球供電。據測算，到2000年、2050年、2100年，即使全用太陽(yáng)能發(fā)電供給全球能源，占地也不過(guò)為65.11萬(wàn)平方公里、186.79萬(wàn)平方 公里、829.19萬(wàn)平方公里。829.19萬(wàn)平方公里才占全部海洋面積2.3%或全部沙漠的51.4%，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5%。因此這一方案 是有可能實(shí)現的。

另一是天上發(fā)電方案。早在1980年美國宇航局和能源部就提出在空間建設太陽(yáng)能發(fā)電站設想，準備在同步軌道上放一個(gè)長(cháng) 10公里、寬5公里的大平板，上面布滿(mǎn)太陽(yáng)電池，這樣便可提供500萬(wàn)千瓦電力。但這需要解決向地面無(wú)線(xiàn)輸電問(wèn)題?，F已提出用微波束、激光束等各種方案。目前雖已用模型飛機實(shí)現了短距離、短時(shí)間、小功率的微波無(wú)線(xiàn)輸電，但離真正實(shí)用還有漫長(cháng)的路程。