充分利用太陽能是人類社會發(fā)展的必然

　　能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源問題是制約我國以及全世界社會與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的極為重要的問題。以煤、氣和石油等為主的傳統(tǒng)能源在人類社會的發(fā)展中起到了非常重要的作用，而且在未來的一段時間內(nèi)仍將是人類的主要能源。這類消耗型傳統(tǒng)能源不僅在未來幾十年到百余年間將消耗到無力支撐世界發(fā)展的程度，而且對全球氣候變化的負面影響，可能也會令人類無法承受。對這種嚴峻的局面，世界各國都在大力尋求和發(fā)展新的、清潔的能源，開發(fā)可再生能源。在所有可再生能源中，太陽能是最豐富、最清潔的。充分利用太陽能可能將成為解決人類長期能源和環(huán)境問題的最終答案。

　　太陽是一個巨大的核聚變反應(yīng)堆，距離地球平均約1.5億千米，輻射到地球的能量僅為其總發(fā)射能量的22億分之一左右，但這份太陽能對地球而言，卻是地球賴以存活的非常巨大的能量。太陽一秒鐘輻射到地球的能量，相當于燃燒500萬噸優(yōu)質(zhì)煤所發(fā)出的能量。太陽作為一個穩(wěn)定的能源還可持續(xù)輻射數(shù)十億年。太陽能是直接的電磁波輻射，在利用時沒有化學(xué)或核變過程，不會對氣候、環(huán)境產(chǎn)生負面影響。可以說太陽能是大自然賜予人類的取之不盡、用之不竭的、清潔的能源。

　　從地面到空間軌道，甚至到月球上都可以利用太陽能。地面因受晝夜，大氣層的反射、散射、吸收，以及地區(qū)緯度、天氣等的影響，能夠利用的太陽能平均為每平方米250瓦左右，但是，地面面積很大，輻射到地面的總能量也十分巨大，平均輻射到地球上的能量，可達百億兆瓦的量級。此項由太陽天然供給的巨大能量，除天然利用之外，還應(yīng)大力加強人為的開發(fā)充分利用。由于太陽輻射到地面上的波動性太大，每天每時都在變化，每天都有從零到最大輻射、從最大輻射到零的循環(huán)大波動。

　　地面太陽能的利用，一般都要有相應(yīng)的儲能設(shè)備與之配合。在地面利用太陽能發(fā)電，一天只有白晝能獲得太陽輻射發(fā)電，就是在白晝，還會受到云、霧、雨、雪和塵埃的影響，達到全額發(fā)電的時間也不是全部。因此，地面太陽能電站一般只宜進入電網(wǎng)，作為輔助和調(diào)節(jié)電站使用。

　　要把地面太陽能電站作為主力電站使用，必須解決諸多技術(shù)和經(jīng)濟上的問題。

　　例如，應(yīng)能提供所需容量的地面太陽能電站的蓄電系統(tǒng)，這類系統(tǒng)大到一定程度，例如萬千瓦級以上，技術(shù)上難度很大，即使技術(shù)上可突破，在經(jīng)濟上和環(huán)境方面也需付出很多，是否值得都是疑問。又如主力電站需要晝夜供電，因此這樣的地面太陽能電站，需要的容量應(yīng)是白晝供電加夜晚儲電之和。按晝夜供電量相等粗估，是調(diào)節(jié)補充電站的兩倍。兩倍容量再加上蓄電系統(tǒng)組成的電站，必然是高成本的電站，恐難普遍發(fā)展。只有在環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟條件值得高價投資的情況下才宜發(fā)展。因此，發(fā)展地面太陽能電站一般還不能當做替代消耗性燃料的主力電站的有效途徑看待。

　　航天器的能源主要是太陽能。幾乎所有的航天器都有太陽能發(fā)電和蓄電池儲電的供電系統(tǒng)。這是因為除了地球同步軌道外，所有的地球軌道上都有太陽輻射波動大的問題。在地球的同步軌道上，太陽輻射的波動很小，一年中僅在春分和秋分前后45天，每天有十幾分鐘到70多分鐘的地球遮擋，累計一年小于4天，也就是說在99%的時間內(nèi)均可穩(wěn)定接收太陽能。在此軌道上的不同定點位置上，發(fā)生地球遮擋的時間不同，在不同定點建設(shè)太陽能電站，可以互補抵消太陽能輻射的波動。因此，空間太陽能電站基本上沒有發(fā)電的波動，無需蓄電系統(tǒng)配套，可作為主力電站使用。在此軌道上，由于太陽光線不會被大氣減弱，也不受季節(jié)、晝夜變化的影響，可直接受到太陽光的照射，能接收的太陽輻射可達每平方米1353瓦，是地面的5倍以上。僅在地球靜止軌道（高度3.6萬千米）上，一條10千米寬、1000千米長的太陽能接收帶，就可以連續(xù)接收高達135億千瓦的太陽輻射，而地球同步軌道的帶長達26萬多千米。

　　利用能提供非常巨大、穩(wěn)定的太陽能的這一空間帶，解決我國及世界未來的能源問題，應(yīng)是符合科學(xué)發(fā)展觀的明智之舉。