别辜负了头顶的阳光 太阳能利用从卫星到地面

　　从古人“阳燧取火”开始，人类就开始了研究如何利用太阳能。不久的未来，人类使用的主要能源或许将不再是煤、石油或者天然气，而是太阳能

　　从古人“阳燧取火”开始，人类就开始研究如何利用太阳能。到今天，人类在太阳能利用方面取得了一项又一项的突破，从太空卫星到普通家庭，都有太阳能的利用。人类对太阳能利用技术的研究经历过高潮与低谷，但无疑，在能源日益紧张和环境日益污染的今天，太阳能是人类不二的选择。

　　太阳能利用，从卫星到地面

　　人类利用太阳能，从古代就开始了。西周时期，我们的祖先就用金属凹面镜会聚阳光点燃艾绒取得火种，这就是“阳燧取火”技术。

　　古希腊也有一个关于太阳能利用的传说。公元前214年，古罗马帝国派舰队攻打地中海西西里岛东部的西拉修斯，岛上人奋起反抗。著名的希腊学者阿基米德也在岛上。“老阿”虽无高强武艺，但有一个聪明的头脑。他懂得太阳的威力，于是，发动岛上的妇女每人手拿一面磨得锃光瓦亮的金属镜对着太阳，将阳光都反射到入侵的罗马舰队上。结果，舰船起火，罗马人大败而归。

　　人类对太阳能的利用一直没有间断过。上世纪50年代，人类对太阳能研究取得了重大进展，1954年，美国贝尔实验室成功研制实用型硅太阳电池。

　　最早的太阳能电池只在空中利用。1958年，美国首次在“先锋1号”卫星上使用了单晶硅太阳能电池为卫星供电。1959年以后，几乎所有的卫星上都装有利用太阳能的光电池，功率也逐渐增加。

　　上世纪50年代，我国也开始了对单晶硅的研究。1957年，曾任美国索菲尼亚公司高级工程师的林兰英回到中国，到中国科学院物理所工作。林兰英和七八个同事挤在一间14平方米的办公室和一间简陋的实验室里，开始研究单晶硅。当时研究条件简陋，很多条件都不具备，林兰英另辟蹊径，研究在高真空下拉单晶硅。

　　历时半年，林兰英和同事们天天泡在实验室里，吃在办公室，困了就伏在桌上打个盹。在无数次实验失败后，终于在1958年国庆前夕，拉出了中国第一根单晶硅。

　　当时的林兰英和她的同事们应该不会想到，他们的研究成果在五十多年后，推动了一个庞大的太阳能产业。

　　1973年，中东战争爆发，西方人惊呼：世界将面临“能源危机”，现有的能源结构必须彻底改变。很多国家特别是工业发达国家，都加强了对太阳能以及其他可再生能源技术发展的投入。

　　就在这一年，美国制定了政府级“阳光发电计划”，大幅增加太阳能研究经费。1974年，日本政府公布了“阳光计划”，太阳能的研究开发项目包括太阳房、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，日本政府投入了大量人力、物力和财力。

　　上世纪70年代，世界主要发达国家对太阳能的研究取得了较大成果，民用太阳能热水器开始商业化发展。

　　发达国家兴起太阳能利用热潮

　　上世纪70年代兴起太阳能利用热潮过后，到80年代，太阳能热又冷却了。之所以冷却，有以下一些原因：石油价格大幅回落，而太阳能产品价格居高不下，又由于太阳能技术没有重大突破，以致使用效率难以提高，成本难以降低。

　　受国际形势影响，我国太阳能研究工作也有所放缓，有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、储存难、占地广，而且太阳能是未来能源，等外国人研制成功我们拿来用就行了。

　　到上世纪90年代，太阳能的利用又开始兴起。

　　1992年，联合国在巴西召开了“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》、《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件。自此，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将太阳能利用与环境保护结合在一起。

　　1997年6月，美国政府提出“百万太阳能屋顶计划”，计划十年内在100万个屋顶或建筑物其他部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。

　　在美国，对太阳能的利用逐渐产生了经济效益。在俄亥俄州，太阳能热水系统的利用，为该州带来了可观的经济效益。福特汽车公司利用太阳能为车间取暖，每年创造经济效益达数十万美元。

　　欧洲也在1997年宣布了“百万屋顶计划”，于2010年完成。欧盟委员会提出的“欧洲可再生能源技术战略计划”中，太阳能占重要地位，计划到2020年，太阳能将占欧盟电力需求的15%。

　　德国政府在欧洲百万屋顶框架下，于1998年提出了“10万太阳能屋顶计划”，政府为实施该计划提供十年无息贷款，还以高价收购居民利用太阳能发的电。很多德国人不但不用缴纳电费，还可以小赚一笔。

　　日本是最早普及“太阳能屋顶”的国家。在日本，不但居民住宅安装了太阳能屋顶，很多工厂也安装了太阳能电池板。夏普公司位于三重县的液晶电视厂厂区内安装了巨大的太阳能电池板。这些电池板分布在工厂的屋顶、窗户，甚至水池中。

　　在日本的一些学校，也装有太阳能电池。2007年，仅有60个孩子的日本加贺市三木小学安装了一个微型太阳能电池，长1.2米，宽0.53米，最大发电功率仅为70瓦，电能的用途是——削铅笔。

　　各国对太阳能的利用，带动了中国太阳能光伏产业的投资热潮。2003年到2008年，国内太阳能光伏产品制造业发展迅速，尽管太阳能还未惠及中国普通家庭，但已经造出了一批世界级的太阳能光伏企业，也出现了一批“太阳能富豪”。无锡尚德施正荣，南京中电光伏杨怀进、赵建华，皇明太阳能黄鸣，江西塞维彭小峰……个个身家过亿。

　　未来的主要能源

　　2008年，奥巴马执政后，将政策重点放在新能源和环保产业上。奥巴马政府推出的“美国复兴与再投资计划”，计划在三年内让美国可再生能源的产量翻番。美国计划在未来十年内投资1500亿美元进行新能源开发，到2012年做到风能和太阳能发电量占美国发电总量的10%，到2025年占到25%，到2015年新增100万辆混合动力汽车。奥巴马政府还将对白宫、全国各地的学校、公共建筑进行节能改造。

　　2010年7月21日，美国参议院能源委员会通过了“千万太阳能屋顶计划”，计划在2012～2021年间，每年投入资金补贴私人住宅及商业楼宇安装太阳能系统，补助数额为工程项目净投入的50%。美国这一巨额投资，将对全球太阳能光伏产业发展产生更大冲击。如能实现上述目标，美国在太阳能产业发展上，无疑又走在世界的前面。

　　2009年，欧洲十几家企业联合成立联合公司，投资4000亿欧元在非洲撒哈拉大沙漠建设全球规模最大的太阳能热发电站，未来向欧洲地区的家庭和企业提供清洁能源。按照规划，这些太阳能发电站到2050年前能满足欧洲15%的电力需求。

　　2007年7月3日，瑞士教师帕尔默驾驶太阳能汽车从瑞士卢塞恩出发，历时十七个月，跨越五大洲，途经38个国家，完成了太阳能轿车的首次环球旅行。

　　这辆太阳能轿车最高时速约90公里，蓄电池一次充电可连续行驶300公里左右的路程。帕尔默驾驶着他的太阳能轿车，不用一滴油完成了绕地球行驶5.2万公里的壮举。

　　不久的未来，人类使用的主要能源或许将不再是煤、石油或者天然气，而是太阳能。我们生活的空间，屋顶、玻璃窗、车棚上……都装有太阳能电板。我们呼吸的再不是毒气、尾气，而是大自然的清新空气。