一、走近太阳能
“老天爷”的恩赐——太阳能
太阳，自古以来，人们把它当做神顶礼膜拜，因为它带给人类光明和温暖。千百年来，人们用多少诗和歌来赞美它、颂扬它。进入21世纪，由于能源短缺，人们开始想到太阳的巨大能量。
太阳是离地球最近的一颗恒星，是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的99.865%。太阳也是太阳系里唯一发光的天体。它给地球不断地带来光和热。如果没有太阳光的照射，地面的温度会很快地降低到接近绝对零度。由于太阳光的照射，地面平均温度保持在14℃左右，形成人类和绝大部分生物生存的条件。
太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球，半径96×105km，质量约为是地球质量的33万倍，平均密度约为地球的1/4。太阳表面的有效温度为5000℃，中心区域则高达1500万℃。太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应。这些能量以电磁波形式，穿越太空射向四面八方。地球接受到太阳总辐射的22亿分之一，其能量相当于全世界发电量的几十万倍。
可以说，太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。太阳能还以其储量的“无限性”，存在的普遍性，开发利用的清洁性，以及逐渐显露出的经济性等优势，受到广泛重视。其开发利用是最终解决能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在2000多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火，利用太阳能干燥农副产品。
两千多年前的古希腊，出了一个伟大的数学家及科学家——阿基米得。他在众多科学领域做出突出贡献，赢得同时代人的高度尊敬；同时，他又是世界上第一个利用太阳能作为武器，大败敌军的天才。
传说事情发生在公元前215年，古罗马帝国派出强大的海军，在马塞拉斯率领下，乘战舰攻打古希腊名城叙拉古。
小小的叙拉古城，怎能抵挡来势汹汹的古罗马大军。当罗马舰队浩浩荡荡攻城时，国王和百姓都着了慌。人们把希望寄托于居住在岛上的阿基米得身上。当时，年过古稀的阿基米得，虽然没有绝世的武功，却有聪明的头脑。人们请求阿基米得运用他的非凡智慧，找到败敌之术。
留着大胡子的阿基米得，这位科学巨匠深知太阳能的威力。他挺身而出，发动全城妇女拿着锃亮的铜镜来到海岸边。在烈日下，阿基米得拿起一面镜子，让它反射的太阳光恰好射到敌舰的帆上，高喊：“让镜子的反射光照到这里！”不计其数的妇女学着阿基米得的样子，一起用镜子把太阳光集中反射到船帆上。顿时，敌舰起火，不可一世的罗马海军大败而归。物理学家阿基米得利用凹面镜的聚光作用，把阳光集中到一点，烧毁罗马战船，取得胜利。这是人类利用太阳能的创新和实验。
随着时代发展，到现代，太阳能利用日益广泛。它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
太阳能开发利用的优点和难点
太阳能开发的优点
1.储量的“无限性”
太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。一年内到达地球表面的太阳能总量，是目前世界主要能源探明储量的l万倍。太阳的寿命至少有40亿年，相对于人类历史来说，源源不断供给地球能量的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。开发利用太阳能，将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。
2.存在的普遍性
由于纬度不同，气候条件差异，造成太阳能辐射不均匀，但相对其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用，无须开采和运输，没有所有权限制，为常规能源缺乏的国家和地区就地解决能源问题提供美好前景。
3.利用的清洁性
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，几乎不产生任何污染，是理想的替代能源。
4.利用的经济性
一是太阳能取之不尽，用之不竭，接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性。如太阳能热水器一次投入较高，但使用过程不耗能，具有很强的竞争力。随着技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。
太阳能开发利用的难点
1.分散性
利用太阳能发电时，需要一套面积巨大的能追捕太阳光的收集和转换设备，造价较高，占地面积较大，一般选择沙漠等空旷地方，给输电和维修带来一定困难。
2.不稳定性
晴、阴、云、雨等随机因素的影响，给太阳能的大规模应用增加难度。蓄能是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。若能做到晴天蓄能阴天用，就会大大促进太阳能开发利用工作。
3.效率低和成本高
太阳能利用装置，因为转换效率偏低，成本较高，还不能与常规能源竞争，进一步发展受到制约。
二、世界太阳能发展道路坎坷
石油危机——太阳能的机遇
自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家发展和衰退的关键因素。1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国利益，使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家遭到沉重打击。于是，西方一些人惊呼：世界发生“能源危机”。这次“危机”使人们认识到：现有能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强对太阳能及其他可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起开发利用太阳能热潮。
1973年，美国制订政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，成立太阳能开发银行，促进太阳能产品商业化。日本在1974年公布政府“阳光计划”，其中太阳能研究开发项目有：太阳房、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入大量人力、物力和财力。
70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国产生巨大影响。一些有远见的科技人员纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍太阳能利用动态，推广应用太阳灶，研制开发太阳能热水器。
1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动我国太阳能事业。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入政府计划，获得专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方筹建太阳能研究所。
各国制订的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万千瓦空间太阳能电站。这一计划后来调整，空间太阳能电站至今还未升空。
比较实用的太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚低。
石油降价严重打击太阳能开发积极性
70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。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：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能发展起到一定的抑制作用。
受80年代国际太阳能低落的影响，我国太阳能研究工作一度削弱。有人甚至提出：太阳能利用投资大，效果差，贮能难，占地广，是未来能源，外国研究成功后，我国可以引进技术。持这种观点的人是少数，但十分有害，对我国太阳能事业发展造成不良影响。这一阶段，太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目进展较大，而且促使人们认真地审视以往的计划和目标，调整工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。
谁来拯救地球拯救人类
由于温室效应，地球在发烧。由于大量燃烧矿物能源，造成全球性环境污染和生态破坏，对人类生存和发展构成威胁。在这种背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》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，确立可持续发展模式。这次会议之后，世界各国加强清洁能源技术开发，将利用太阳能与环境保护结合在一起，使太阳能利用工作走出低谷。
世界环境与发展大会之后，我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，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”，制定《中国21世纪议程》，进一步明确太阳能为重点发展项目。1995年，国家计委、国家科委和国家经贸委制定《新能源和可再生能源发展纲要》，明确提出1996～2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务，以及相应措施。这些文件的制定和实施，对进一步推动我国太阳能事业发挥重要作用。
1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，发表《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》，讨论了《世界太阳能10年行动计划》、《国际太阳能公约》、《世界太阳能战略规划》等重要文件。这次会议进一步表明联合国和世界各国对开发太阳能的决心，要求全球共同行动，广泛利用太阳能。1992年以后，世界太阳能利用进入稳定发展时期，其特点是：太阳能利用与可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力。
通过以上回顾可知，近100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后会出现低潮期，低潮时间大约45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面，说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。
2l世纪后期太阳能将占主导地位
尽管太阳能开发存在一些弱点，发展道路曲折，但世界各国专家仍看好它。目前，太阳能利用仅在世界能源消费中占很小一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么，21世纪则是可再生能源世纪，也是太阳能世纪。
专家估计，如果实施强化可再生能源发展战略，到21世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中，太阳能将会处于突出位置。
美国一项研究表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第2位，21世纪末，太阳能将取代核能居第1位。壳牌石油公司经过长期研究得出结论，21世纪的主要能源是太阳能。日本经济企划厅和三洋公司合作研究，更乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半依靠太阳能。
正如世界观察研究所报告所指：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流，成为全球发展最快的能源。
我国太阳能资源利用状况
根据接受太阳辐射总量，可将我国划分为5类地区。
一类地区为太阳能资源最丰富地区。包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等。以西藏西部最为丰富，最高达2333kW·h/㎡，居世界第2位，仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区为太阳能资源较丰富地区。包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等。
三类地区为太阳能资源中等类型地区。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等。
四类地区是太阳能资源较差地区。包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等。
五类地区主要包括四川、贵州两省，是太阳能资源最少地区，年太阳辐射总量3350～4200MJ/㎡，日辐射量2.5～3.2kW·h/㎡。
三、“太阳能我就能”：未来发展的主动权
目前，在国际社会公认的可规模开采的新能源中，太阳能因取之不尽、用之不竭、无污染、无运输、无垄断、无采购成本等一系列优点，被誉为最理想的能源，并成为常规能源的最佳替代品。在同样亮度下，太阳能LED灯用电量仅为白炽灯的1/10，寿命却是白炽灯的10倍，因此，占人类消耗电力总量20%的照明系统面临重大技术改革。只要有一半的白炽灯被其取代，每年就能为国家节省用电近1000亿度，这才是真正意义上的绿色照明。
