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[摘 要]本文介绍了太阳能技术的研究进程，对太阳能——热能转化技术和太阳能——电能转化技术在生活中的应用作了综述，并对太阳能技术的发展前景做了探讨。
[关键词]太阳能技术 能源 可再生 应用
中图分类号：TU18 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0254-01
0 引言
随着煤炭等不可再生能源逐渐枯竭，开发和利用新能源来代替不可再生能源显然是我们的必由之路。太阳能作为万能之源，对太阳能的研究开发将有着重大的理论意义和实用价值。太阳能技术即研究太阳能并把其加以利用的技术，包括太阳能—热能转化技术和太阳能—电能转化技术。
1 太阳能技术的开发研究历程
近代太阳能利用史可从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯发明第一台太阳能发动机算起[1]。1615年～1900年间是太阳能技术的萌芽阶段，20世纪以后，太阳能技术飞速发展，此间可分为四大阶段。
1.1 探索发展阶段（1900～1945年）
20世纪初到中期，是太阳能技术的动力装置研究阶段，此时的技术较萌芽期已有改进，如采用平板集热器和低沸点材质等。此期间，美国加州建成太阳能抽水装置，埃及开罗建成太阳能水泵。然而第二次世界大战使太阳能的研究工作受到了冷落。
1.2 复兴发展阶段（1945～1973年）
二战结束后，太阳能研究工作得到恢复和发展。学术组织的成立、学术展览会的举办，使人们对太阳能的研究热情再次高涨。此间，美国贝尔实验室研制出实用型硅太阳能电池，法国研制出太阳炉，太阳能技术得到初步发展，然而由于其成果不能大规模工业化，使其在1965年以后不能得到重视而再次陷入低谷。
1.3 再次兴起阶段（1973～1992年）
中东战争后的“石油危机”再次引起人们对太阳能研究开发的重视。美国制定了政府级阳光发电计划，日本政府制定了“阳光计划”。此阶段，研究领域不断扩大，并取得了优异的成果：研制出了CPC、真空集热管、非晶硅太阳能电池等，利用太阳能制氢、发电，并且把太阳能热水器、太阳能电池等产品实现商业化。
1.4 优化创新阶段（1992年～现在）
1992年的“世界环境与发展大会”使太阳能研究又进入一个新阶段：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，在加大研究开发力度的同时，注重将太阳能技术产业化、经济化、商业化，扩大太阳能应用领域和规模，注重创新和实用。
2 太阳能——热能转化技术的应用
太阳能——热能转化技术是指将太阳能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用的技术。利用此技术产品有太阳能热水器、太阳能热泵、太阳能发动机、太阳能沼气罐太阳能空调和冰箱等。
2.1 太阳能热水器和游泳池
太阳能热水器通过将太阳光能转化为热能使水温升高以满足人们在生产、生活中的热水使用。按照集热管的不同，可将太阳能热水器分为：平板式太阳能热水器和真空管式太阳能热水器，近年来，人们又提出将太阳能热水器与建筑联系在一起构建生态建筑[2]。利用热能转换原理，人们也建成了太阳能游泳池，如上海城投新江湾体育中心的太阳能游泳池，并且有很好的经济效益。
2.2 太阳能空调和冰箱
随着太阳能制冷技术日趋完善，利用此技术研制的产品也越来越多，如太阳能冰箱、太阳能空调等，朱宁[3]对太阳能冰箱控制器做了进一步研究，通过软硬件设计，完善了太阳能冰箱的控制系统；王晓霖等[4]研究了太阳能空调的制冷槽，针对相变蓄冷材料，建立了蓄冷球蓄/释冷过程的数学模型。
2.3 太阳能沼气罐和太阳灶
太阳能沼气罐是太阳能沼气池的一种变形安装模式，它是利用太阳能产热来解决北方地区在寒冷冬季的沼气产气的发酵系统。与传统沼气罐相比，它具有发酵快、产气高、寿命长等优点[5]。可以进行烧水、煮饭等一系列日常烹饪的太阳灶现已大规模使用[6]，它使用方便、节能环保，在我国新农村建设中取得了显著的社会效益和经济效益。
3 太阳能——电能转化技术的应用
太阳能发电有两种方式，一种是光——热——电转换方式，另一种是光——电直接转换方式。利用太阳能—电能转换技术研制的产品也有很多。
3.1 太阳能电池和手机
太阳能电池是一种新型电源，其工作原理是光生伏打效应。目前，太阳能光伏发电的研究重点在开发高效率、低成本新型太阳能电池方面，秦岭等[7]通过建立动态模型研究其动态特征试图找出提高太阳能电池利用效率的途径。说到电池，我们很容易会联想到手机，它也与太阳能结下了不解之缘，人们设计出了太阳能充电器[8]，这项技术将为人们带来更多方便。
3.2 太阳能制氢
太阳能制氢技术是指利用光伏系统将太阳能转化成电能再通过电解水制氢的技术[9]，光伏电池产生的是直流电，可直接与电解槽相连接。电解槽技术始于19世纪初，包括碱性电解槽、离子交换膜电解槽和固体氧化物电解槽三大技术，其中碱性电解槽技术最为成熟，但效率只有60%～75%，离子交换膜电解槽的效率可以达到85%以上，但由于成本较高，目前只用于小规模。
3.3 太阳能灯与机器人
太阳能灯现在已经很普遍了，现在对其研究也向智能化靠拢[10]，而把太阳能用在机器人身上却是一个大胆的创新，近年来，人们设计了太阳自动浇花机器人、太阳能自动翻晒谷物机器人[11]等。利用太阳能为机器人提供能量，从而驱动其工作，满足了现代生活的自动化、智能化。
3.4 太阳能交通运输工具
2011年6月6日，比利时第一列太阳能火车成功试行；2012年，瑞士制造的世界最大的太阳能飞机——“太阳驱动”号成功飞行12小时59分；美军利用天阳能研制出混合动力“汉姆威”车；现阶段，太阳能汽车已非常多了，有人称“太阳能汽车开始家用了”[12]，太阳能电动车则更加普遍。
4 展望
在最近100年的时间里，太阳能技术有了飞速的发展，除了上述的应用，还有人提出了太阳能瓦片、太阳能背包、太阳能洗衣机等想法，现在有些国家还建成了太阳能隧道，可见，太阳能在我们生活中的应用日趋广泛，未来的太阳技术可在农业灌溉、机械化生产、工业供暖供电、交通运输方面继续大展鸿图。虽然现在的太阳能仍存在分布不均、转化利用效率较低等问题，但只要我们不断努力探索和创新，就一定会取得成功，一旦有了成熟的太阳能利用技术，人类社会在未来将是光辉灿烂的。
参考文献
[1] 缪仁杰，李淑兰.太阳能利用现状与发展前景[J].应用能源技术，2007（5）：28-33.
[2] 向东红.太阳能热水器建筑一体化造型设计研究[J].科技通报，2013，29（4）：121-123.
[3] 朱宁.太阳能冰箱控制器的研究与设计[J].嘉兴学院学报，2012，24（3）：115-117.
[4] 王晓霖等.太阳能空调相变蓄冷理论及实验研究[J].制冷学报，2013，34（5）：34-40.
[5] 陈辉，曹影娜.太阳能沼气罐与干式发酵罐[J].北京农业，2009（13）.
[6] 孔令波.太阳灶产业的现状与前景[J].新农村，2013（14）：276.
[7] 秦岭等.太阳能电池的动态模型和动态特性[J].中国电机工程学报，2013，33（7）：19-26.
[8] 冯强，吴秀祥，程浩等.太阳能手机锂电池充电器[J].中国科技信息，2012（10）：143-144.
[9] 乔松涛，易国有.太阳能制氢技术[J].中国化工贸易，2013（5）：296
[10] 杨桢等.智能型太阳能路灯控制器的研究[J].计算机测量与控制，2012，20（3）：714-716.
[11] 汤建成等.太阳能自动谷物翻晒机器人的系统设计[J].电子设计工程，2013（22）：1-3.
[12] 克东.太阳能汽车开始家用了[J].软件工程师，2013（9）：16-17.
[关键词]太阳能技术 能源 可再生 应用
中图分类号：TU18 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0254-01
0 引言
随着煤炭等不可再生能源逐渐枯竭，开发和利用新能源来代替不可再生能源显然是我们的必由之路。太阳能作为万能之源，对太阳能的研究开发将有着重大的理论意义和实用价值。太阳能技术即研究太阳能并把其加以利用的技术，包括太阳能—热能转化技术和太阳能—电能转化技术。
1 太阳能技术的开发研究历程
近代太阳能利用史可从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯发明第一台太阳能发动机算起[1]。1615年～1900年间是太阳能技术的萌芽阶段，20世纪以后，太阳能技术飞速发展，此间可分为四大阶段。
1.1 探索发展阶段（1900～1945年）
20世纪初到中期，是太阳能技术的动力装置研究阶段，此时的技术较萌芽期已有改进，如采用平板集热器和低沸点材质等。此期间，美国加州建成太阳能抽水装置，埃及开罗建成太阳能水泵。然而第二次世界大战使太阳能的研究工作受到了冷落。
1.2 复兴发展阶段（1945～1973年）
二战结束后，太阳能研究工作得到恢复和发展。学术组织的成立、学术展览会的举办，使人们对太阳能的研究热情再次高涨。此间，美国贝尔实验室研制出实用型硅太阳能电池，法国研制出太阳炉，太阳能技术得到初步发展，然而由于其成果不能大规模工业化，使其在1965年以后不能得到重视而再次陷入低谷。
1.3 再次兴起阶段（1973～1992年）
中东战争后的“石油危机”再次引起人们对太阳能研究开发的重视。美国制定了政府级阳光发电计划，日本政府制定了“阳光计划”。此阶段，研究领域不断扩大，并取得了优异的成果：研制出了CPC、真空集热管、非晶硅太阳能电池等，利用太阳能制氢、发电，并且把太阳能热水器、太阳能电池等产品实现商业化。
1.4 优化创新阶段（1992年～现在）
1992年的“世界环境与发展大会”使太阳能研究又进入一个新阶段：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，在加大研究开发力度的同时，注重将太阳能技术产业化、经济化、商业化，扩大太阳能应用领域和规模，注重创新和实用。
2 太阳能——热能转化技术的应用
太阳能——热能转化技术是指将太阳能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用的技术。利用此技术产品有太阳能热水器、太阳能热泵、太阳能发动机、太阳能沼气罐太阳能空调和冰箱等。
2.1 太阳能热水器和游泳池
太阳能热水器通过将太阳光能转化为热能使水温升高以满足人们在生产、生活中的热水使用。按照集热管的不同，可将太阳能热水器分为：平板式太阳能热水器和真空管式太阳能热水器，近年来，人们又提出将太阳能热水器与建筑联系在一起构建生态建筑[2]。利用热能转换原理，人们也建成了太阳能游泳池，如上海城投新江湾体育中心的太阳能游泳池，并且有很好的经济效益。
2.2 太阳能空调和冰箱
随着太阳能制冷技术日趋完善，利用此技术研制的产品也越来越多，如太阳能冰箱、太阳能空调等，朱宁[3]对太阳能冰箱控制器做了进一步研究，通过软硬件设计，完善了太阳能冰箱的控制系统；王晓霖等[4]研究了太阳能空调的制冷槽，针对相变蓄冷材料，建立了蓄冷球蓄/释冷过程的数学模型。
2.3 太阳能沼气罐和太阳灶
太阳能沼气罐是太阳能沼气池的一种变形安装模式，它是利用太阳能产热来解决北方地区在寒冷冬季的沼气产气的发酵系统。与传统沼气罐相比，它具有发酵快、产气高、寿命长等优点[5]。可以进行烧水、煮饭等一系列日常烹饪的太阳灶现已大规模使用[6]，它使用方便、节能环保，在我国新农村建设中取得了显著的社会效益和经济效益。
3 太阳能——电能转化技术的应用
太阳能发电有两种方式，一种是光——热——电转换方式，另一种是光——电直接转换方式。利用太阳能—电能转换技术研制的产品也有很多。
3.1 太阳能电池和手机
太阳能电池是一种新型电源，其工作原理是光生伏打效应。目前，太阳能光伏发电的研究重点在开发高效率、低成本新型太阳能电池方面，秦岭等[7]通过建立动态模型研究其动态特征试图找出提高太阳能电池利用效率的途径。说到电池，我们很容易会联想到手机，它也与太阳能结下了不解之缘，人们设计出了太阳能充电器[8]，这项技术将为人们带来更多方便。
3.2 太阳能制氢
太阳能制氢技术是指利用光伏系统将太阳能转化成电能再通过电解水制氢的技术[9]，光伏电池产生的是直流电，可直接与电解槽相连接。电解槽技术始于19世纪初，包括碱性电解槽、离子交换膜电解槽和固体氧化物电解槽三大技术，其中碱性电解槽技术最为成熟，但效率只有60%～75%，离子交换膜电解槽的效率可以达到85%以上，但由于成本较高，目前只用于小规模。
3.3 太阳能灯与机器人
太阳能灯现在已经很普遍了，现在对其研究也向智能化靠拢[10]，而把太阳能用在机器人身上却是一个大胆的创新，近年来，人们设计了太阳自动浇花机器人、太阳能自动翻晒谷物机器人[11]等。利用太阳能为机器人提供能量，从而驱动其工作，满足了现代生活的自动化、智能化。
3.4 太阳能交通运输工具
2011年6月6日，比利时第一列太阳能火车成功试行；2012年，瑞士制造的世界最大的太阳能飞机——“太阳驱动”号成功飞行12小时59分；美军利用天阳能研制出混合动力“汉姆威”车；现阶段，太阳能汽车已非常多了，有人称“太阳能汽车开始家用了”[12]，太阳能电动车则更加普遍。
4 展望
在最近100年的时间里，太阳能技术有了飞速的发展，除了上述的应用，还有人提出了太阳能瓦片、太阳能背包、太阳能洗衣机等想法，现在有些国家还建成了太阳能隧道，可见，太阳能在我们生活中的应用日趋广泛，未来的太阳技术可在农业灌溉、机械化生产、工业供暖供电、交通运输方面继续大展鸿图。虽然现在的太阳能仍存在分布不均、转化利用效率较低等问题，但只要我们不断努力探索和创新，就一定会取得成功，一旦有了成熟的太阳能利用技术，人类社会在未来将是光辉灿烂的。
参考文献
[1] 缪仁杰，李淑兰.太阳能利用现状与发展前景[J].应用能源技术，2007（5）：28-33.
[2] 向东红.太阳能热水器建筑一体化造型设计研究[J].科技通报，2013，29（4）：121-123.
[3] 朱宁.太阳能冰箱控制器的研究与设计[J].嘉兴学院学报，2012，24（3）：115-117.
[4] 王晓霖等.太阳能空调相变蓄冷理论及实验研究[J].制冷学报，2013，34（5）：34-40.
[5] 陈辉，曹影娜.太阳能沼气罐与干式发酵罐[J].北京农业，2009（13）.
[6] 孔令波.太阳灶产业的现状与前景[J].新农村，2013（14）：276.
[7] 秦岭等.太阳能电池的动态模型和动态特性[J].中国电机工程学报，2013，33（7）：19-26.
[8] 冯强，吴秀祥，程浩等.太阳能手机锂电池充电器[J].中国科技信息，2012（10）：143-144.
[9] 乔松涛，易国有.太阳能制氢技术[J].中国化工贸易，2013（5）：296
[10] 杨桢等.智能型太阳能路灯控制器的研究[J].计算机测量与控制，2012，20（3）：714-716.
[11] 汤建成等.太阳能自动谷物翻晒机器人的系统设计[J].电子设计工程，2013（22）：1-3.
[12] 克东.太阳能汽车开始家用了[J].软件工程师，2013（9）：16-17.