湖南省长沙市麓山国际实验学校 410002
摘要：太阳能光伏光热技术是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。太阳能资源丰富，取之不尽，发展太阳能光伏光热能源技术可以有效解决能源短缺问题。本文主要就太阳能光伏光热能源的利用进行分析。
关键词：太阳能;光伏光热能源;利用
现代工业化进程的加快使得能源危机和大气污染问题成为摆在我们面前的日益严峻的问题。可再生能源和清洁无污染能源成为受到人类青睐的可以改变能源结构的选择。太阳辐射能可以再生，而且清洁无污染，利用起来成本低廉，且蕴藏丰富，用之不竭。人们对太阳辐射能的开发利用技术已经成熟，太阳能光伏光热的应用领域非常广阔。
1 太阳能光伏光热技术的原理
太阳能的光伏发电技术和太阳能光伏产业都已经相当成熟，它是利用半导体吸附太阳能可见光的光电子来发电，而利用太阳能光伏光热能源来发电与之大不相同，太阳能光伏光热发电只能利用太阳光中的热能转化为动能后再被汽轮机转化为电能来进行发电。它需要借助一些如水、熔融盐等的介质来进行热能的储存。这种热能的储存方式使用寿命长而且热能的损耗要小得多。它是利用物理手段实现能量的转换的，因而不具备光伏发电那样高污染的性质，而且它的电力性能是可以改变和调节的，所以完全可以让它和火力发电进行并网。只要地理条件合适，一般来讲它的年发电小时数都是比较长的。这种成本低廉而且清洁的可以大规模进行集中式发电的光伏光热能源应该被人们很好地利用起来。目前我国应用太阳能光伏光热能源来进行大规模集中发电的技术还很不成熟，需要积极研发新技术，以实现对太阳能光伏光热发电技术上的支持。
2 太阳能光伏光热能源的利用
光伏发电和光伏光热发电都距离普通人的生活较远。我们日常生活当中可以看到的，对太阳能光伏光热能源利用最多的就是太阳能热水器。目前在人们的生活中它和电热水器一样被人们广泛应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆太阳能热水器是根据温室效应的原理通过太阳能真空管道把收集的太阳光热辐射由光能变成热能，通过冷水中热能的传递达到人们获取热水的目的。目前在我国北方的建筑当中一般都配备太阳能热水器。但是太阳能热水器的使用会受到气候和环境的影响，在日照时间短和天气恶劣的时候是达不到受热传递的功能的，尤其在北方寒冷的冬天需要把太阳能热水器的储水放掉，否则会因为天气的原因造成太阳能真空管的冻裂等的损坏。目前虽然市场上存在冬天可以进行插电加热相配合的太阳能热水器，但实际效果并不理想。怎样克服这一缺陷是太阳能热水器技术发展的方向之一。
太阳能光伏光热能源利用的另一种方式是太阳房采暖。这种太阳房采暖技术可以通过太阳能的集热器收集太阳光辐射转换成热能，通过精心设计的管道到达其装置的末端散热设备或者储热装置，通过风机或者泵来实现强制的热循环进行采暖。目前人们对这种太阳房采暖技术应用最多的是太阳能低温热水地板辐射的采暖技术。也有利用建筑本身便利的地理位置和合适的环境条件，把建筑本身作为集热的介质使用自然热交换的方式来实现太阳能光伏光热采暖的。但这种方式的采用受到建筑物方位朝向和太阳能光热分布不均等的影响，具有很大的不稳定性，所以供暖性能并不可靠，而且我国北方高层建筑和多层建筑的结构也限制了这种自然太阳采暖房模式的使用。
目前国内外科研对太阳能光伏光热能源利用的研发方向主要集中在太阳能热泵的研究和开发上面。如果真正能够实现太阳能热泵的应用和产业化发展，那么我们就可以实现太阳能技术和热泵技术的结合，就会实现高效、环保和节能的目的。在集热器和蒸发器分离的非直膨式太阳能热泵系统中，集热器可以进行太阳能热量的收集并担当热泵系统中蒸发器的热源。在天气良好且太阳辐射充足的时候，不需要热泵系统的开启就可以实现太阳能集热循环供暖；一旦太阳能热辐射达不到供暖的要求，那么我们可以开启热泵组来帮助提供热循环供暖。这种非直膨式太阳能热泵系统一旦研制成功，我们就可以实现性能稳定的供暖模式。
3 结语
总之，太阳能这个潜力巨大的可再生能源具有多元化的应用前景，我们可以利用太阳能光伏光热能源来实现无污染可并网的集中大规模发电；也可以实现太阳能热水器的热水供应；太阳房取暖方式既节能又环保，太阳能热泵系统能提高热能的综合利用。总的来说，人们对太阳能光伏光热能源的利用才刚刚起步，还需要科研人员的不断进取对其进行进一步的开发和利用，其应用潜力巨大，前景十分广阔。
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论文作者:王炅鑫
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/17
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