現(xiàn)有能源

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步,人們對能源提出越來越高的要求,尋找新能源成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題。現(xiàn)有電力能源的來源主要有3種,即火電、水電和核電。

火電的缺點

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,正面臨著枯竭的危險。據(jù)估計,全世界石油資源再有30年便將枯竭。另一方面燃燒將排出二氧化碳和硫的氧化物,因此會導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨,惡化地球環(huán)境。

水電的缺點

水電要淹沒大量土地,有可能導(dǎo)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(shè)想。另外,一個國家的水力資源也是有限的,而且還要受季節(jié)的影響。

核電的缺點

核電在正常情況下固然是干凈的,但萬一發(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900萬人受到了不同程度的損害,而且這一影響并未終止。

新能源的條件

新能源要同時符合兩個條件:一是蘊藏豐富不會枯竭;二是安全、干凈,不會威脅人類和破壞環(huán)境。目前找到的新能源主要有兩種,一是太陽能,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,最理想的新能源是太陽能。

理想能源

照射在地球上的太陽能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽能,足以供全球人類一年能量的消費。可以說,太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈,不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電被譽為是理想的能源。

從太陽能獲得電力,需通過太陽電池進行光電變換來實現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同,具有以下特點:①無枯竭危險;②絕對干凈（無公害）;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)。但總的說來,瑕不掩瑜,作為新能源,太陽能具有極大優(yōu)點,因此受到世界各國的重視。

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

目前,太陽能電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶態(tài)硅三種。單晶硅太陽電池變換效率最高,已達20%以上,但價格也最貴。非晶態(tài)硅太陽電池變換效率最低,但價格最便宜,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(shè)備價格降到1－2美元時,便足以同現(xiàn)在的發(fā)電方式競爭。估計本世紀末便可達到這一水平。

當(dāng)然,特殊用途和實驗室中用的太陽電池效率要高得多,如美國波音公司開發(fā)的由砷化鎵半導(dǎo)體同銻化鎵半導(dǎo)體重疊而成的太陽電池,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(wèi)星上使用。