¿La mayor fuente de energía del mundo es la energía solar?
La respuesta es sí.
La energía eólica, la energía del agua, la energía de la diferencia de temperatura del océano, la energía de las olas, la energía de la biomasa y otras fuentes de energía en la Tierra provienen del sol. Incluso los combustibles fósiles de la Tierra (como el carbón, el petróleo y el gas natural) son fundamentalmente energía solar almacenada desde la antigüedad.
La fuente de energía permanente más abundante en el mundo es la energía solar. El flujo de energía de la radiación solar captada por la Tierra es de 1,7×1,01,4 kilovatios, más de 5.000 veces mayor que las reservas totales de energía nuclear, geotérmica y gravitacional. Alrededor del 30% se refleja de regreso al espacio, el 47% se convierte en calor y regresa nuevamente al espacio en forma de radiación de onda larga, y alrededor del 23% es el poder de la evaporación y condensación del agua y la energía cinética del viento y ondas. La energía absorbida por las plantas a través de la fotosíntesis es inferior al 0,5%. ¿La cantidad total de energía solar que recibe la Tierra cada año es 10×1018kW? h, equivalente a 5×1014 barriles de petróleo crudo, que es casi 1.000 veces las reservas probadas de petróleo crudo y más de 10.000 veces el consumo total anual de energía del mundo. Como suele decirse, “es inagotable”. Aunque la densidad de flujo de energía de la radiación solar es baja, la luz solar se atenuará aún más a través de la atmósfera y se verá afectada por factores como el clima, el día y la noche y la contaminación del aire. , pero si el sistema está equipado con un dispositivo de almacenamiento térmico y los niveles de energía térmica coinciden adecuadamente, la energía solar puede funcionar mejor. Hoy en día, a medida que las cuestiones energéticas y medioambientales adquieren cada vez más importancia, la energía solar, como energía renovable y limpia, es aclamada como la fuente de energía más prometedora del siglo XXI (Zhao Bin et al., 2012).
La energía solar se refiere a la energía de radiación térmica del sol, que existe principalmente en forma de rayos solares. La energía solar, en sentido amplio, también incluye la energía eólica, la energía química y la energía hidráulica en la Tierra. La energía solar es la fusión de átomos de hidrógeno en el sol, liberando energía radiante generada por enormes energías nucleares. La mayor parte de la energía que necesitan los humanos proviene directa o indirectamente del sol; las plantas liberan oxígeno y absorben dióxido de carbono a través de la fotosíntesis, convirtiendo la energía solar en energía química y almacenándola en el cuerpo de la planta. Los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural también evolucionaron durante un largo tiempo geológico a partir de plantas y animales antiguos enterrados bajo tierra. Además, la energía hidroeléctrica y eólica también se convierten a partir de energía solar.
Desde el nacimiento de la Tierra, la vida ha dependido principalmente de la energía de radiación térmica proporcionada por el sol para sobrevivir. Con la reducción de los combustibles fósiles, la energía solar se ha convertido en una parte importante del aprovechamiento energético humano y está en constante desarrollo. La energía solar es a la vez una fuente de energía primaria y una fuente de energía renovable. Se puede utilizar de forma gratuita, no requiere transporte y no causa ninguna contaminación al medio ambiente. Crea una nueva forma de vida para la humanidad y lleva a la sociedad y a la humanidad a una era de conservación de energía y reducción de emisiones.
1. Características de la energía solar
(1) Ventajas de la energía solar
(1) Universalidad: El sol brilla sobre la tierra y no está restringido por geografía. Independientemente de la tierra o el mar, las montañas o las islas, se puede desarrollar y utilizar directamente sin necesidad de minería ni transporte.
(2) Inofensivo: El desarrollo y utilización de la energía solar no contaminará el medio ambiente y es una de las fuentes de energía más limpias. Esto es extremadamente valioso hoy en día, cuando la contaminación ambiental es cada vez más grave.
(3) Enorme: La energía de la radiación solar que llega a la superficie terrestre cada año equivale aproximadamente a 130×1012t de carbón, y su cantidad total es la mayor energía que se puede desarrollar en el mundo hoy en día.
(4) A largo plazo: según el ritmo actual de generación de energía nuclear por parte del sol, sus reservas de hidrógeno son suficientes para durar miles de millones de años, y la vida de la Tierra es de unos miles de millones de años. . En este sentido, se puede decir que la energía del sol es inagotable.
(5) Economía: La generación de energía solar tiene un bajo coste a largo plazo y es la fuente de energía más limpia y barata del siglo XXI.
(2) Desventajas de la energía solar
(1) Dispersión: Aunque la cantidad total de radiación solar que llega a la superficie terrestre es grande, la densidad del flujo de energía es muy baja. En promedio, cerca del Trópico de Cáncer, cuando el clima está despejado en verano, la irradiancia de la radiación solar es mayor al mediodía. En un área de 1 m2 perpendicular a la dirección de la luz solar, la energía solar promedio recibida es de aproximadamente 1000 W. ; el promedio de día y noche durante todo el año. En otras palabras, es solo alrededor de 200 W W, solo alrededor de la mitad en invierno y solo alrededor de 1/5 en días nublados. Esta densidad de energía es muy baja. Por lo tanto, cuando se utiliza energía solar, para obtener una determinada potencia de conversión, a menudo es necesario recolectar y convertir un área considerable de equipos, lo cual resulta costoso.
(2) Inestable: debido a las limitaciones de las condiciones naturales como el día y la noche, la estación, la latitud geográfica y la altitud, así como a la influencia de factores aleatorios como el cielo despejado, nublado, nublado y Cuando llueve, la radiación solar llega a una determinada superficie. El grado es intermitente y extremadamente inestable, lo que dificulta la aplicación a gran escala de la energía solar. Para hacer de la energía solar una fuente de energía sostenible y estable, y eventualmente una fuente de energía alternativa que pueda competir con las fuentes de energía convencionales, se debe resolver el problema del almacenamiento de energía, es decir, almacenar la radiación solar en los días soleados tanto como sea posible para su uso. por la noche o en días lluviosos, pero actualmente el almacenamiento de energía también es uno de los eslabones débiles en la utilización de la energía solar.
(3) Baja eficiencia y alto costo: el nivel de desarrollo actual de utilización de la energía solar es teóricamente factible y técnicamente maduro. Sin embargo, algunos dispositivos de utilización de energía solar generalmente no pueden competir con las fuentes de energía convencionales debido a su baja eficiencia y alto costo. El mayor desarrollo del uso de la energía solar en el futuro está restringido principalmente por limitaciones económicas (Yan et al., 2012).
En segundo lugar, la distribución de la energía solar
China tiene un vasto territorio y ricos recursos de energía solar. Se estima que la energía de radiación solar que recibe la superficie terrestre de mi país cada año es de aproximadamente 50 × 1015 MJ. La radiación solar total en China es de 3350 ~ 8370 MJ/cm2, con un promedio de 5860 MJ/cm2. A juzgar por la distribución de la radiación solar total en mi país, Tíbet, Qinghai, Xinjiang, sur de Mongolia Interior, Shanxi, norte de Shaanxi, Hebei, Shandong, Liaoning, oeste de Jilin, centro y suroeste de Yunnan, sureste de Guangdong, sureste de Fujian y este de Hainan. Isla La radiación solar total en el oeste y suroeste de la provincia de Taiwán es muy grande. La radiación solar total en la meseta Qinghai-Tíbet es la mayor, y la radiación solar anual en las provincias de Sichuan y Guizhou es la más pequeña (Wang Zheng et al., 2010).
Las principales características de la distribución de los recursos de energía solar en China son: el centro de alto valor y el centro de bajo valor de la radiación solar total se encuentran entre 22° ~ 35° de latitud norte, la zona Qinghai-Tíbet La meseta es el centro de alto valor y la cuenca de Sichuan es el centro de bajo valor; la radiación solar total anual en la región occidental es mayor que la de la región oriental, excepto en el Tíbet y Xinjiang, es básicamente menor en la región. sur que en el norte. Dado que la mayoría de las áreas del sur tienen muchas nubes, niebla y lluvia, la distribución de la radiación solar total entre 30 y 40 grados de latitud norte es opuesta a la ley general de la energía solar que cambia con la latitud. La energía solar no disminuye con la latitud, sino que aumenta con la latitud. Según la cantidad de radiación solar recibida, el país se puede dividir aproximadamente en cinco regiones (Tabla 4-1).
Tabla 4-1 Mapa de distribución de energía solar en China (basado en Wang Zheng 2010)
Zona 1: horas de sol anuales 3200 ~ 3300 h, radiación total anual 6690 ~ 8360 MJ/ cm2. Equivale al calor generado al quemar entre 225 y 285 kilogramos de carbón estándar, principalmente en la meseta Qinghai-Tíbet, el norte de Gansu, el norte de Ningxia y el sur de Xinjiang. Esta es la región con los recursos de energía solar más ricos de China, equivalente al norte de India y Pakistán. El Tíbet, en particular, tiene un terreno elevado y una alta transparencia de la luz solar. La radiación solar total puede alcanzar hasta 9210 J/cm2, ocupando el segundo lugar en el mundo después del desierto del Sahara, la mundialmente famosa Ciudad del Sol.
Zona 2: Las horas de sol anuales son 3000 ~ 3200 h, y la radiación total anual es 5852 ~ 6690 MJ/cm2, lo que equivale al calor generado por la combustión de 200 ~ 225 kg de carbón estándar. Incluye principalmente el noroeste de Hebei, el norte de Shanxi, el sur de Mongolia Interior, el sur de Ningxia, el centro de Gansu, el este de Qinghai, el sureste del Tíbet y el sur de Xinjiang. Esta región de China es rica en recursos de energía solar.
Áreas de categoría III: horas de sol anuales 2200 ~ 3000 h, radiación total anual 5016 ~ 5852 MJ/cm2, equivalente al calor generado por la combustión de 170 ~ 200 kg de carbón estándar, incluyendo principalmente Shandong, Henan , Sudeste de Hebei, suroeste de Shanxi, norte de Xinjiang, Jilin, Liaoning, Yunnan y norte de Shaanxi.
Áreas de categoría cuatro: horas de sol anuales 1400 ~ 2200 h, radiación total anual 4180 ~ 5016 mJ/cm2. Equivale al calor generado por la combustión de 140 ~ 170 kg de carbón estándar. Principalmente en el curso medio y bajo del río Yangtze, Fujian, Zhejiang y partes de Guangdong, llueve en primavera y verano, pero los recursos de energía solar son buenos en otoño e invierno.
Áreas de categoría cinco: las horas de sol anuales son aproximadamente 1000 ~ 1400 h, y la radiación total anual es 3344 ~ 4180 MJ/cm2. Equivale al calor generado al quemar entre 115 y 140 kg de carbón estándar, principalmente en las provincias de Sichuan y Guizhou. Esta zona tiene la menor cantidad de recursos de energía solar en China.
Las áreas de primera, segunda y tercera categoría con horas de sol anuales superiores a 2000 h y radiación total anual superior a 5852 MJ/cm2 son ricas en recursos de energía solar en mi país y tienen una gran superficie, representando más más de 2/3 de la superficie total del país. Tiene buenas condiciones para utilizar la energía solar. Aunque las condiciones de los recursos de energía solar en las áreas de Categoría 4 y 5 son malas, todavía tienen cierto valor de utilización.
En tercer lugar, la utilización de la energía solar
La utilización de la energía solar se refiere a la conversión y utilización directa de la energía solar. China es rica en recursos de energía solar y tiene amplias perspectivas. En la actualidad, China es el mayor productor y usuario de calentadores de agua solares del mundo, y también es un importante productor de células solares fotovoltaicas.
(1) Formas de utilizar la energía solar
La utilización de la energía solar incluye principalmente tres métodos: conversión fototérmica, conversión fotoeléctrica y conversión fotoquímica.
1. Conversión fototérmica
La utilización fototérmica solar es la forma más importante de utilización. Su principio básico es recolectar la energía de la radiación solar y convertirla directa o indirectamente en energía térmica para su utilización. Entre ellos, el colector solar (Figura 4-1) es un colector solar y es el núcleo de la utilización de energía solar térmica. Los colectores solares más utilizados actualmente son los colectores de placa plana y los colectores focalizadores.
Figura 4-1 Principio del colector solar
Según las diferentes temperaturas y usos, la utilización de la energía solar térmica se puede dividir en utilización de baja temperatura (< 200 ℃) y utilización de temperatura media. (200 ~ 800 ℃) y utilización a alta temperatura (> 800 ℃). En la actualidad, la utilización de baja temperatura incluye principalmente calentadores de agua solares, secadores solares, destiladores solares, salas solares, invernaderos solares, sistemas solares de aire acondicionado y refrigeración, etc. La utilización de temperatura media incluye principalmente cocinas solares, dispositivos concentradores de generación de energía solar térmica, etc. La utilización de alta temperatura incluye principalmente hornos solares de alta temperatura.
La fuente de radiación solar pasa a través de la cubierta de vidrio, es absorbida por la placa colectora del calentador de agua solar y luego es conducida al agua en el tubo absorbente de calor del calentador de agua solar a lo largo de las aletas. y paredes de tubos. Después de que el agua en el tubo de absorción de calor del calentador de agua solar absorbe calor, la temperatura aumenta y la densidad disminuye y aumenta, formando una fuerza ascendente y formando un sistema de termosifón. A medida que el agua caliente continúa subiendo y almacenándose en la parte superior del tanque de almacenamiento de agua, al mismo tiempo, el agua a temperatura más baja se repone continuamente a través del tubo de circulación inferior, de modo que eventualmente todo el tanque de agua del calentador solar de agua. aumenta hasta una determinada temperatura. Los colectores de calentadores de agua solares de placa plana existentes utilizan básicamente un método de unión de múltiples tubos bien integrado, como el laminado o el calandrado, en el que la resistencia térmica entre la tubería de agua y la placa absorbente de calor es casi insignificante. Los principales factores que afectan el rendimiento de los núcleos de colectores de placa plana son el diseño estructural y el revestimiento de absorción de la superficie.
Los requisitos técnicos de los calentadores solares de agua no son elevados, pero sí muy económicos y prácticos. En los últimos años, ha habido más de 1.000 fabricantes de calentadores de agua solares en mi país, alrededor de 100 empresas a gran escala con un valor de producción anual de más de 100 yuanes y más de 500.000 empleados, incluido el personal de marketing, dedicados a la producción. China se ha convertido en el país con mayor producción, ventas y propiedad anual de calentadores de agua solares del mundo. Sin embargo, la tasa de penetración promedio nacional actual de los calentadores de agua solares domésticos es inferior al 10%, por lo que tiene buenas perspectivas de mercado (Guan et al., 2009).
2. Conversión fotoeléctrica
La utilización a gran escala de la energía solar en el futuro será la generación de energía solar. Hay muchas formas de generar electricidad a partir del sol. Actualmente existen dos tipos principales: (1) Conversión de luz-calor-electricidad. Es decir, la energía térmica generada por la radiación solar se utiliza para generar electricidad. Generalmente, los colectores solares se utilizan para convertir la energía térmica absorbida en vapor fluido de trabajo, y luego el vapor impulsa la turbina de vapor para impulsar el generador y generar electricidad. El primer proceso es conversión fototérmica y el segundo proceso es conversión termoeléctrica. (2) Conversión fotoeléctrica. Su principio básico es utilizar el efecto fotovoltaico para convertir directamente la energía de la radiación solar en energía eléctrica, es decir, generación de energía solar fotovoltaica, y su elemento de conversión es una célula solar (Figura 4-2).
Convertir la energía solar en energía eléctrica siempre ha sido un hermoso ideal de la humanidad. En 1954, los laboratorios Bell produjeron la primera célula solar de silicio monocristalino del mundo. Desde entonces, este ideal humano se ha ido haciendo realidad. Las células solares son dispositivos que convierten la energía solar en energía eléctrica. Son dispositivos planos fabricados a partir de diversos materiales semiconductores con diferentes propiedades electrónicas y con fuertes campos eléctricos internos. Bajo la irradiación de la luz solar, los electrones y los huecos en el campo eléctrico interno se separan, y los electrones y los huecos se mueven en dos direcciones opuestas. La acumulación de cargas positivas y negativas genera una fuerza electromotriz, es decir, se genera un voltaje entre los positivos. y los lados negativos de la célula solar, que enciende la corriente continua, pueden salir después del circuito externo. En los últimos años, las células solares se han convertido en células solares inorgánicas basadas en nuevos materiales semiconductores, como picos de sulfuro y compuestos de arsénico, y células solares orgánicas basadas en cianina (también conocida como cianina), ftalocianina y clorofila. La eficiencia de las células solares (es decir, la relación entre energía luminosa y energía eléctrica) también ha mejorado considerablemente. Por ejemplo, la eficiencia de las células solares de silicio monocristalino ha aumentado del 6,0% inicial al 24,7%; Las células solares de película CdTe son del 16,4%; utilizando células P HIT hechas de películas de silicio amorfo tipo y tipo N se depositan en las superficies superior e inferior de obleas de silicio monocristalino, y la eficiencia ha alcanzado 265.438±0,0%. Las células solares multiunión de arseniuro de galio son las células con la mayor eficiencia de conversión fotoeléctrica del mundo en la actualidad. Con 265 veces de concentración de luz, la eficiencia de conversión fotoeléctrica alcanzó el 35,0%, alcanzando un máximo del 40,0%.
Figura 4-2 Células solares y sus principios
Las células solares se utilizan ampliamente y pueden utilizarse bien en el transporte. Estados Unidos ha desarrollado un nuevo avión propulsado por células solares llamado "Prototipo Apollo". El avión tiene una masa de sólo 700 kilogramos, una envergadura de 74 metros y 65.000 paneles solares en las alas. El primer vuelo de prueba alcanzó con éxito una altitud de 24,7 km, y la altitud de vuelo teórica puede alcanzar los 30,9 km. El desarrollo de este avión es una revolución en el campo de la tecnología aeroespacial y muestra las amplias perspectivas de aplicación de las células solares en este avión. La investigación sobre la aplicación de células solares en automóviles y barcos también ha tenido bastante éxito. Por ejemplo, el automóvil solar "Blue Eagle" desarrollado conjuntamente por la Sociedad de Artes Marciales Kyocera de Japón y el Instituto de Tecnología Kitami tuvo un muy buen desempeño en el 5º Rally Mundial de Automóviles Solares. El vehículo solar australiano Aurora101 tiene una apariencia novedosa y única, parecida a un platillo volante. Tiene un alcance de 3.010 km, tarda sólo 41,1 horas y tiene una velocidad media de 72,96 km/h. El 15 de diciembre de 2013, fue el primer vehículo lunar de China. Yutu" utilizó con éxito la energía solar. El panel de batería (que consta de dos paneles solares, un conjunto de baterías de iones de litio, un módulo de sueño-vigilia y un controlador de energía) proporciona energía para los instrumentos y equipos del barco y puede soportar el vacío y las fuertes Radiación en la superficie lunar. Estos demuestran plenamente las amplias perspectivas de aplicación de las células solares (Hu Saichun et al., 2003).
Las células solares también pueden alimentar edificios y son muy flexibles. Se puede utilizar para instalar techos de células solares, convertir las paredes de la casa en muros cortina solares o convertir el alféizar de la ventana en un alféizar de ventana solar. El muro cortina solar instalado en el piso 3548 de Times Square en Nueva York, EE. UU., proporciona el 1,5% de la electricidad de todo el edificio. Actualmente, la forma más común de aprovechar la energía solar es colocar células solares en tejados inclinados.
Las aplicaciones de las células solares van mucho más allá de los aspectos anteriores. Desde que estalló la crisis energética en 1973, los campos de aplicación de las células solares no han dejado de ampliarse.
Se han establecido muchas instalaciones que funcionan completamente con células solares, como estaciones de transferencia de microondas, faros de navegación, farolas, trampas para insectos, señales de paradas de autobús, etc. Esto se puede ver en la aplicación de células solares.
Debido a que la densidad energética de la radiación solar es baja e inestable, y se ve fácilmente afectada por las condiciones climáticas y regionales, sus dispositivos de recolección y almacenamiento tienen altos costos de fabricación y baja eficiencia de conversión. El desarrollo de la energía solar ha experimentado muchos altibajos. Como única tecnología energética que puede satisfacer las necesidades energéticas a largo plazo del mundo sin emitir gases de efecto invernadero ni contaminantes, la energía fotovoltaica seguramente generará la prosperidad sostenible de la energía solar. Con el aumento de la demanda de energía y la presión de protección del medio ambiente, se cree que la dependencia de la gente de la energía fósil se desplazará gradualmente hacia la energía solar en un futuro próximo (Duan, 2010).
3. Conversión fotoquímica
El proceso fotoquímico es uno de los procesos químicos más importantes de la tierra, incluyendo la fotosíntesis, la fotoelectroquímica, la fotoquímica y la fotodegradación. Entre ellos, la fotosíntesis proporciona una fuente de material y energía para la supervivencia de casi todos los seres vivos, incluidos los humanos. Su esencia es el proceso en el que las plantas, las algas y algunas bacterias convierten el dióxido de carbono y el agua en materia orgánica para almacenar energía (como el almidón) y liberan oxígeno a través de la clorofila (Figura 4-3). Como dice el refrán, "Todos los seres crecen bajo el sol". La fotosíntesis es de gran importancia para la producción de materia orgánica (que proporciona alimento para humanos y animales), el almacenamiento de energía solar, el mantenimiento del equilibrio de carbono y oxígeno de la Tierra, y evolución biológica.
La fotosíntesis es una energía biológica que almacena la energía solar en forma de energía química, con enormes reservas. Sólo la energía producida por las plantas en la Tierra equivale a 20 veces la energía mineral consumida actualmente por los humanos. Entre las diversas fuentes de energía renovable, la biomasa es energía solar almacenada y es la única fuente renovable de carbono que puede convertirse en combustibles sólidos, líquidos y gaseosos convencionales. Se estima que el carbono fijado por las plantas mediante la fotosíntesis cada año en la Tierra es de 2×1011t y el contenido de energía es de 3×1021J. Esto demuestra que la bioenergía tiene un enorme potencial. Mientras se desarrolle y utilice plenamente, los problemas energéticos ya no serán un problema.
La reacción fotoelectroquímica se refiere a la reacción electroquímica que puede desencadenarse con la luz. Después de que la luz irradia el material fotoeléctrico, si la energía de la luz es mayor que la brecha de energía de los electrones del propio material fotoeléctrico, los electrones unidos en la banda de valencia del material fotoeléctrico pueden excitarse a la banda de conducción, generando un hueco de electrones. pares, y luego los pares de huecos de electrones saltan a la superficie del material, se produce una reacción electroquímica redox con el medio ambiente. Toda la operación implica dos procesos importantes: uno es el efecto fotoeléctrico de los pares de huecos de electrones generados después de que el material se expone a la luz, y el otro es la reacción electroquímica entre los pares de huecos de electrones generados por el efecto fotoeléctrico y el medio ambiente. Las reacciones que se ajustan al mecanismo anterior se denominan básicamente reacciones fotoelectroquímicas.
Figura 4-3 Proceso de fotosíntesis
Las reacciones fotoelectroquímicas tienen las mismas características de reacción redox que las reacciones electroquímicas tradicionales, pero las reacciones electroquímicas tradicionales requieren energía eléctrica externa para proporcionar la energía necesaria para la reacción. Las reacciones fotoelectroquímicas utilizan directamente la energía solar para reemplazar la energía eléctrica. Es un diseño completo que combina energía solar y reacciones electroquímicas. Es similar a la fotosíntesis de las plantas y tiene un impacto significativo en las aplicaciones de energía solar humana. Existen muchos tipos de dispositivos fotoelectroquímicos. En la actualidad, las principales aplicaciones no son más que células solares que generan electricidad mediante irradiación, dispositivos que descomponen el hidrógeno primario en el agua mediante irradiación y fotocatalizadores que pueden descomponer contaminantes y gérmenes tras la irradiación. Además, en los últimos años se han realizado numerosos estudios que combinan la tecnología bioquímica con la fotoelectroquímica.
Cuarto, desarrollar la industria de la energía solar
(1) Problemas en el desarrollo de la industria de la energía solar
1 El desarrollo de la tecnología de la energía solar está desequilibrado. y la tecnología de generación de energía fotovoltaica está atrasada.
Aunque el aprovechamiento de la energía solar térmica está relativamente maduro en China y es líder mundial en la misma tecnología y mercado, se utiliza principalmente en calentadores de agua tradicionales y en tecnologías como generación de energía, materiales poliméricos, y la integración de la energía solar y los edificios. No hay avances en el campo de la aplicación. En comparación con el desarrollo industrial de los países desarrollados, la industria es fuerte pero no grande. En términos de generación de energía fotovoltaica, las empresas chinas de energía solar fotovoltaica, bajo el aura de "alta tecnología" y "nueva energía", siguen siendo simplemente "plantas de procesamiento" en la cadena industrial global.
2. El desarrollo industrial anormal está lejos de formar un círculo virtuoso de estructura industrial.
En términos del rápido desarrollo de la utilización de la energía solar térmica, los miles de fabricantes industriales relacionados de China todavía se centran principalmente en la producción de colectores solares. Para decirlo en sentido figurado, "se fabrican tubos de vacío en todas partes", pero hay pocas exploraciones fructíferas en diversos campos como la protección del medio ambiente, los sistemas inteligentes de control de temperatura de los edificios y la inoculación e incubación biológica. Por lo tanto, la competencia entre los fabricantes de colectores solares es muy feroz y no se pueden maximizar las ganancias y los beneficios.
En la industria de generación de energía fotovoltaica, sólo se puede decir que se camina sobre media pierna. En los últimos años, aunque el desarrollo de la industria de generación de energía fotovoltaica de mi país ha comenzado a tomar forma, el nivel general todavía está muy por detrás del de los países extranjeros. Las capacidades independientes de investigación y desarrollo de las empresas de energía solar son muy débiles y las tecnologías clave están básicamente en manos de empresas extranjeras. En la actualidad, las empresas nacionales todavía se encuentran en la etapa de ensamblaje del procesamiento de los materiales suministrados y solo realizan los eslabones de producción de la cadena industrial altamente contaminantes y que consumen mucha energía, obteniendo sólo entre el 5% y el 6% de las ganancias del procesamiento. Debido al bajo nivel técnico de las empresas nacionales, existe una cierta brecha entre la eficiencia de la batería y el nivel de empaque en comparación con los países extranjeros, lo que resulta en el alto costo de los componentes de la batería en mi país y la falta de competitividad en el mercado (Wang Zheng et al. , 2010).
(2) Perspectivas de la industria de la energía solar
Con la reducción de fuentes de energía convencionales como el carbón, el petróleo y el gas natural y el aumento de la demanda de energía, la energía solar es una La energía renovable inagotable, inagotable, limpia y respetuosa con el medio ambiente ha atraído la atención de los gobiernos de todo el mundo.
La madurez de las tecnologías y productos internacionales de utilización de la energía solar ha creado las condiciones para la promoción y utilización de la energía solar. Actualmente, el concepto de desarrollo sostenible goza de una aceptación generalizada y la investigación sobre el desarrollo y utilización de la energía solar también provocará un auge. La solución definitiva a los problemas energéticos y ambientales del mundo dependerá del desarrollo y utilización de energías limpias renovables, especialmente la energía solar. A medida que más y más gobiernos y personas perspicaces presten atención, se espera que la tecnología de utilización de energía solar haga grandes avances en el corto plazo.
En los últimos años, impulsado por el calentamiento global y la economía baja en carbono, el desarrollo y utilización de nuevas fuentes de energía como la energía solar han atraído mucha atención. En respuesta al cambio climático global, el gobierno chino se ha comprometido a reducir las emisiones de dióxido de carbono por unidad de PIB entre un 40% y un 45% en comparación con 2005 para 2020, y la nueva energía representará aproximadamente el 15% del consumo de energía primaria. Al observar el desarrollo y la utilización de la energía solar en el mundo y en China, para promover el desarrollo eficiente de la industria de la energía solar, se deben tomar las medidas correspondientes en los siguientes aspectos:
(1) Solar la tecnología de utilización térmica es relativamente más madura; la estrategia de centrarse en la energía fotovoltaica y complementarla promueve el mercado de utilización de energía solar térmica. Reducir moderadamente los precios de los calentadores de agua solares, cocinas solares, aires acondicionados solares, farolas solares y otros productos solares, desarrollar continuamente nuevos productos, lograr la modernización industrial y promover la integración de la energía solar y los edificios.
(2) Aumentar la inversión científica y tecnológica y los esfuerzos de investigación, cultivar talentos de I+D y abordar cuestiones clave como las tecnologías clave de utilización de la energía solar, las tecnologías de producción ecológica y las tecnologías de integración de sistemas en todos los niveles, y formar un Núcleo de utilización de energía solar con derechos de propiedad intelectual independientes para mejorar la competitividad.
(3) Desarrollar vigorosamente colectores solares de temperatura media y baja y esforzarse por desarrollar colectores solares de alta temperatura; promover la utilización integral en cascada de la energía solar y mejorar la calidad de la energía solar; Aprovechamiento de la energía solar y otros sistemas energéticos.
(4) Mejorar las leyes y regulaciones pertinentes sobre la utilización de recursos de energía solar y fortalecer la cooperación internacional en el campo de las energías renovables. A juzgar por la experiencia extranjera, el desarrollo de la industria de la energía solar es inseparable del apoyo político. Especialmente en las primeras etapas de desarrollo, el gobierno proporcionó restricciones legales, subsidios al precio de la electricidad, asistencia financiera y otras salvaguardias e incentivos, que promovieron en gran medida su gran crecimiento. -desarrollo a escala. Como país en desarrollo, la industria de utilización de energía solar de China todavía está en su infancia. El costo de la generación de energía solar es mucho más alto que el de la generación de energía tradicional, la competitividad del mercado es débil y el consumo total de energía aumentará aún más. Por lo tanto, para lograr los objetivos de desarrollo de energía renovable y conservación de energía y reducción de emisiones, nuestro país debe acelerar el desarrollo y la utilización de nuevas tecnologías energéticas como la energía solar, aprender de experiencias extranjeras exitosas, fortalecer la construcción de la energía renovable de mi país. regulaciones y sistemas institucionales, y promover el desarrollo de la industria de utilización de energía solar.
(5) Acelerar el desarrollo de cadenas industriales relacionadas con la energía solar. El desarrollo de la industria de la energía solar involucrará inevitablemente industrias relacionadas, como las redes eléctricas, la construcción y la administración de propiedades. En la actualidad, mi país carece de disposiciones y planificación generales para la industria de la energía solar y las industrias relacionadas, y el desarrollo de cadenas industriales relacionadas está rezagado. Como resultado, aunque mi país tiene una fuerte capacidad de producción, alrededor del 90% de sus productos sólo pueden ser fabricados. vendidos a mercados extranjeros. Existe una necesidad urgente de guiar la formación de cadenas industriales relevantes lo antes posible y expandir el mercado interno para que la energía solar pueda convertirse realmente en una de las nuevas fuentes de energía importantes en mi país (Yan et al., 2012).
La demanda de energía de la humanidad crecerá cada vez más rápido, y los requisitos para la sostenibilidad y limpieza de la energía serán cada vez mayores. Sin embargo, el uso de energía contaminará el medio ambiente y destruirá el equilibrio ecológico del planeta. Los impactos negativos también serán más estrictos. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de aumentar los esfuerzos de I + D en la utilización de la energía solar, acortar el ciclo de aplicación de I + D y centrarse en apoyar y respaldar una serie de proyectos de investigación de energía solar con perspectivas de aplicación práctica. En la región occidental de mi país, que tiene baja densidad de población, residencia dispersa, vasto territorio y abundantes recursos de energía solar, es aún más necesario acelerar la investigación y el desarrollo de la energía solar y realizar pruebas piloto regionales lo antes posible. Por ejemplo, aprovechando las ventajas únicas de los recursos de energía solar abundantes y de bajo costo en las áreas del borde del desierto, se puede llevar a cabo la generación de energía solar térmica a pequeña escala para resolver las dificultades de transmisión de energía causadas por residentes dispersos y vastas áreas geográficas, y Aumentar continuamente la proporción de generación de energía solar térmica en la electricidad total. En términos de generación de energía solar, se deben desarrollar células solares que puedan reemplazar las baterías secas como fuentes de energía para electrodomésticos y equipos de comunicación, y utilizar la conversión fotoquímica para generar energía limpia secundaria, como la energía del hidrógeno. En el desarrollo del oeste de China, el desarrollo y la utilización de la energía solar deben sincronizarse con el desarrollo de otras industrias como la industria y el comercio, siendo la región occidental el foco para mejorar el nivel y la escala general del desarrollo y la utilización de la energía solar en China. China (Gong Ziqiang et al., 2000).
El nuevo siglo requiere nueva energía. Es previsible que el siglo XXI inicie un nuevo siglo con la energía solar como principal fuente energética.