充分利用太阳能是人类社会发展的必然

　　能源是人类社会赖以生存和发展的主要物质基础。能源问题是制约我国以及全世界社会与经济可持续发展的极为重要的问题。以煤、气和石油等为主的传统能源在人类社会的发展中起到了非常重要的作用，而且在未来的一段时间内仍将是人类的主要能源。这类消耗型传统能源不仅在未来几十年到百余年间将消耗到无力支撑世界发展的程度，而且对全球气候变化的负面影响，可能也会令人类无法承受。对这种严峻的局面，世界各国都在大力寻求和发展新的、清洁的能源，开发可再生能源。在所有可再生能源中，太阳能是最丰富、最清洁的。充分利用太阳能可能将成为解决人类长期能源和环境问题的最终答案。

　　太阳是一个巨大的核聚变反应堆，距离地球平均约1.5亿千米，辐射到地球的能量仅为其总发射能量的22亿分之一左右，但这份太阳能对地球而言，却是地球赖以存活的非常巨大的能量。太阳一秒钟辐射到地球的能量，相当于燃烧500万吨优质煤所发出的能量。太阳作为一个稳定的能源还可持续辐射数十亿年。太阳能是直接的电磁波辐射，在利用时没有化学或核变过程，不会对气候、环境产生负面影响。可以说太阳能是大自然赐予人类的取之不尽、用之不竭的、清洁的能源。

　　从地面到空间轨道，甚至到月球上都可以利用太阳能。地面因受昼夜，大气层的反射、散射、吸收，以及地区纬度、天气等的影响，能够利用的太阳能平均为每平方米250瓦左右，但是，地面面积很大，辐射到地面的总能量也十分巨大，平均辐射到地球上的能量，可达百亿兆瓦的量级。此项由太阳天然供给的巨大能量，除天然利用之外，还应大力加强人为的开发充分利用。由于太阳辐射到地面上的波动性太大，每天每时都在变化，每天都有从零到最大辐射、从最大辐射到零的循环大波动。

　　地面太阳能的利用，一般都要有相应的储能设备与之配合。在地面利用太阳能发电，一天只有白昼能获得太阳辐射发电，就是在白昼，还会受到云、雾、雨、雪和尘埃的影响，达到全额发电的时间也不是全部。因此，地面太阳能电站一般只宜进入电网，作为辅助和调节电站使用。

　　要把地面太阳能电站作为主力电站使用，必须解决诸多技术和经济上的问题。

　　例如，应能提供所需容量的地面太阳能电站的蓄电系统，这类系统大到一定程度，例如万千瓦级以上，技术上难度很大，即使技术上可突破，在经济上和环境方面也需付出很多，是否值得都是疑问。又如主力电站需要昼夜供电，因此这样的地面太阳能电站，需要的容量应是白昼供电加夜晚储电之和。按昼夜供电量相等粗估，是调节补充电站的两倍。两倍容量再加上蓄电系统组成的电站，必然是高成本的电站，恐难普遍发展。只有在环境、技术和经济条件值得高价投资的情况下才宜发展。因此，发展地面太阳能电站一般还不能当做替代消耗性燃料的主力电站的有效途径看待。

　　航天器的能源主要是太阳能。几乎所有的航天器都有太阳能发电和蓄电池储电的供电系统。这是因为除了地球同步轨道外，所有的地球轨道上都有太阳辐射波动大的问题。在地球的同步轨道上，太阳辐射的波动很小，一年中仅在春分和秋分前后45天，每天有十几分钟到70多分钟的地球遮挡，累计一年小于4天，也就是说在99%的时间内均可稳定接收太阳能。在此轨道上的不同定点位置上，发生地球遮挡的时间不同，在不同定点建设太阳能电站，可以互补抵消太阳能辐射的波动。因此，空间太阳能电站基本上没有发电的波动，无需蓄电系统配套，可作为主力电站使用。在此轨道上，由于太阳光线不会被大气减弱，也不受季节、昼夜变化的影响，可直接受到太阳光的照射，能接收的太阳辐射可达每平方米1353瓦，是地面的5倍以上。仅在地球静止轨道（高度3.6万千米）上，一条10千米宽、1000千米长的太阳能接收带，就可以连续接收高达135亿千瓦的太阳辐射，而地球同步轨道的带长达26万多千米。