1.全球面临着严峻的能源危机形势

　　电、光、热、机械运动、原子核裂变、、物质化合分解等各种物理和化学能的利用，构成了人类物质生活的基础。我们把一切能够为人类社会提供这些能量的源泉统称为能源。从我们祖先学会利用火这种最原始的能源开始，到今天人们能够控制和利用原子能等更高级的能源，中间经过了一段很长的历史过程。在这期间，发生过多次能源的变革，而每一次的变革都标志着重大的技术革命，推动了社会进步。十八世纪蒸气机的发明和煤炭的大量使用，导致了欧洲英、法等国的产业革命。接着，电力的发明和应用，又对人类的生产活动产生了巨大的推动作用。五十年代以来，许多工业国家开始大量利用廉价石油作动力和原料，生产了大量工业产品。但自七十年代以来石油价格提高了十几倍，大大震撼了西方世界，从而在世界范围内掀起了研究能源状况和开发各种能源的热潮。无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的常规能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%，能源对我国经济发展的影响尤为重要。

　　从长远来看，可再生能源将是未来人类主要的能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源在未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。

　　2.我国太阳能资源丰富，开发利用潜力大

　　我国地处北半球，土地辽阔，幅员广大，有着相当丰富的太阳能资源。绝大多数地区年平均日辐射量在4kw/天以上，西藏最高达7kw/天。与同纬度的其它国家相比，和美国类似，比欧洲、日本优越得多。特别是人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、边远的广大西北地区，经济发展较为落后。正好可充分利用当地丰富的太阳能资源，采用太阳光发电技术，发展经济，提高人民生活水平。因此当前我国大力发展太阳能技术和太阳能产业意义重大。

　　太阳能技术发展现状的分析和对未来的展望

　　1、太阳能热应用

　　(1)太阳能热水器。

　　太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。

　　(2)太阳能空调降温。

　　就世界范围而言，太阳能制冷及在空调降温上应用还处在示范阶段，其商业化程度远不如热水器那样高，主要问题是成本高。但对于缺电和无电地区，同建筑结合起来考虑，市场潜力还是很大的。

　　(3)太阳能热发电。

　　太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。

　　8O年代以来美、欧、澳等国相继建立起不同型式的示范装置，促进了热发电技术的发展。世界现有的太阳能热发电系统大致有三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。

　　三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。三种系统均可单独使用太阳能运行，也可安装成燃料混合系统。

　　我国太阳能热发电技术的研究开发工作早在70年代末就开始了，但由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决，所以与国外差距还是很大。

　　(4)太阳房。

　　太阳房是直接利用太阳辐射能的重要方面。把房屋看作一个集热器，通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，达到房屋采暖目的。太阳房概念与建筑结合形成了"太阳能建筑"技术领域，成为太阳能界和建筑界共同关心的热点。太阳房可以节约75%～90%的能耗，并具有良好的环境效益和经济效益，成为各国太阳能利用技术的重要方面。在太阳房技术和应用方面欧洲处于领先地位，特别是在玻璃涂层、窗技术、透明隔热材料等方面居世界领先地位。我国太阳房应用早在70年代就开始了，但大部分限于农村地区。

　　我国太阳房的发展目前还存在以下问题：太阳房的设计和建造没有和建筑真正结合起来变成建筑师的设计思想和概念，没有纳入建筑规范和标准，一定程度上影响快速发展和实现商业化。其次是相关的透光隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗等没有商业化，使太阳房的水平受到限制。

　　用于蔬菜和花卉种植的太阳能温室在中国北方地区较多采用。全国太阳能温室面积总计约700万亩，发挥着较好的经济效益。

　　2、光伏照明技术

　　光伏照明技术是利用电池组件将太阳能直接转换成电能用以点燃照明光源的技术。光伏照明系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器及照明光源。当照明光源采用直流供电时，则不用逆变器。

　　在实际应用方面，虽然亚洲、美洲等新兴市场光伏产业发展迅速，但总体来看，欧洲在终端市场的优势依然明显。2009年全球太阳能电池导入量达到了7.2GW，其中75%以上的新增导入量位于欧洲，其主要原因在于欧洲地区对光伏能源的研究和应用起步较早。

　　我国由于幅员辽阔的先天优势，光伏产业的前景形势大好，由于政府的大力扶持，并加大对光伏产业的宣传及示范，使太阳能光伏技术方兴未艾。在上海世博会展中，其大部分展馆都已引入太阳能发电，为全馆提供40%的照明能源。可以预见，不久的将来，在建筑电气设计中都会逐渐引入光伏照明的概念。这一切都表明，太阳能光伏技术领域大有可为。

　　但光伏照明也有有待改进的地方：1、初投资高2、效率不高、光伏照明系统相关设备质量有待进一步提高4、光伏照明受自然条件制约5、光伏照明受地点和朝向的制约，在背光或阳光照射不到的地方及光线较弱处受制约。

　　随着“低碳经济”的全面推进，绿色照明及清洁能源备受各国政府的重视，开发和利用太阳能光伏技术在照明中的应用也是远有前景，近有实效，大有可为的事业。我国太阳能照明已走在世界前列，把太阳能组件和建筑构件整合在一起的“光伏——建筑一体化技术”已通过专家论证，将有力推动太阳能建筑产业化与市场化的进程。尽管太阳能照明技术目前还有些应用技术上的问题有待提高，也还不规范，这些问题只有在发展应用中求以规范，现在又采用了风光互补技术，解决了光照不足的问题，随着光伏照明技术效率的提高，性价比会有很大改善，这将极大地推动我国“绿色照明工程”的快速发展。

　　3、太阳电池的发展现状与前景展望

　　太阳能电池是一种今年发展起来的新型的电池。太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体材料转变为电能的一种器件，这种光电转换通常叫做光生伏打效应，因此太阳能电池又称为光伏电池。

　　太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形、ⅢV族、ⅡⅥ族和磷化锌。太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。

　　目前，我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。2007年全国太阳能电池产量达到1188MW，同比增长293%。中国已经成功超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一大国。

　　尽管太阳电池有着清洁高效，能实现最简捷的发电方式等诸多优点，但是中国太阳电池的发展现状仍不是非常乐观。其一，太阳电池仍存在着例如高纯硅材料短缺等效率与成本上的问题，这给研发与生产带来不小的困难。其二，中国的太阳能电池研究比国外晚了20年，尽管最近10年国家在这方面逐年加大了投入，但投入仍然不够，与国外差距还是很大。政府应加强政策引导和政策激励，尽快解决太阳能发电上网与合理定价等问题。同时可借鉴国外的成功经验，在公共设施、政府办公楼等领域强制推广使用太阳能，充分发挥政府的示范作用，推动国内市场尽快起步和良性发展。

　　对太阳能电池的展望：第一代是晶体硅电池为主流(硅片为基础)，不以硅片为基础，而以铜铟(镓)硒或铜铟(镓)硫为材料的第二代-薄膜太阳电池，第三代则可能是以非晶体与晶体结合物质为基础的多结电池，即新型高效太阳电池。

　　太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总绿色环保节能太阳能能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔，成为未来主要的发电方式。

　　4.光伏与建筑结合的发展现状与趋势

　　光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。

　　在国外的发展现状:国外太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太阳能建筑的研究、设计优化，还是材料、房屋部件结构的产品开发、应用，以及真正形成商业运作的房地产开发，美国均处于世界领先地位，并在国内形成了完整的太阳能建筑产业化体系。此外，日本。法国、德国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑应用技术。最后值得一提的是近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”，即完全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污染，它代表了21世纪太阳能建筑的发展趋势。

　　在国内的发展现状:2008年我国太阳电池产量达到世界第一，到2011年计划安装总量达到2GW，2020年将达到20GW。但由于国内市场太小，生产规模与应用规模形成巨大反差。2009年建设部“光电建筑计划”是第一次全国性、规模化的并网工程实施，我国光伏发展一里程碑，必将青史留名。其次，科技部提出的“金太阳计划”也引起了人们不小的兴趣，但其规模和应用也仍是未知数。

　　光伏建筑一体化建筑的优点：

　　(1)绿色能源。太阳能光伏建筑一体化产生的是绿色能源，是应用太阳能发电，不会污染环境。太阳能是最清洁并且是免费的，开发利用过程中不会产生任何生态方面的副作用。它又是一种再生能源，取之不尽，用之不竭。(2)不占用土地。光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要;夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期，对电网可以起到调峰作用。(3)太阳能光伏建筑一体技术采用并网光伏系统，不需要配备蓄电池，既节省投资，又不受蓄电池荷电状态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力。(4) 起到建筑节能作用。光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，所以也可以起到建筑节能作用。因此，发展太阳能光伏建筑一体化，可以“节能减排”。

　　光伏建筑一体化特点:

　　(1)能够满足建筑美学的要求;(2)能够满足建筑物的采光要求;(3)能够满足建筑的安全性能要求;(4)能够满足安装方便的要求;(5)能够具有寿命长的优势;(6)具有绿色环保的效果。

　　光伏建筑一体化建筑存在的问题:

　　虽然太阳能光伏建筑一体化有高效、经济、环保等诸多优点，并已在世博场馆和示范工程上得以运用，但光伏建筑还未进入寻常百姓家，成片使用该技术的民宅社区并未出现。这是由于太阳能光伏建筑一体化存有两大问题：一是一体化设计建造的带有光伏发电系统的建筑物造价较高，在科研技术方面还有待提升。二是太阳能发电的成本高。目前太阳能发电的成本是每度2.5元，比常规发电成本每度1元贵了一倍。三是太阳能光伏发电不稳定，受天气影响大，有波动性。这是由于太阳并不是一天24小时都有，因此如何解决太阳能光伏发电的波动性，如何储电也是亟待解决的问题。

　　太阳能对于世界可持续发展的影响十分突出，据权威预测，到2030年，光伏发电在世界总发电量中将占到5%-10%。光电建筑一体化代表了二十一世纪建筑的发展趋势，许多国家的政府都指定了太阳能在国家总能源消耗中的所占比例应超过20%的计划。发达国家光伏项目的成功实施业务我国的光伏发展提供了许多值得借鉴的经验，对德国和日本等国家的可再生资源的政策和技术进行深入的了解，对于我国太阳能光伏产业的发展具有十分重要的意义，相信这一系列科学合理的政策的实施和大规模的研发工程的进行，我国光电建筑一体化产业发展一定会有更丰硕的成果。

　　太阳能技术发展前景预测

　　太阳能发电有着更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划，准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联结成统一电网以便向全球供电。据测算，到2000年、2050年、2100年，即使全用太阳能供给全球能源，占地也不过为65.11万平方公里、186.79平方公里、829。19平方公里。829.19平方公里才占全部海洋面积的2.3%或全部沙漠的51.4%。因此这一方案是有可能实现的。

　　另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准百在同步轨道上放一个长10公里，宽5公里的大平板，上面布满太阳能电池，这一便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电的问题。现已提出用微波束，激光束等各种方案，目前虽已用模型飞机实现了短距离短时间小功率的微波无线输电，但离真正应用还有漫长的路程。

　　太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的清洁环保能源将在二十一世纪得到前所未有的发展。尤其是太阳能电池在使用中不会释放包括二氧化碳在内的任何有害气体，这将极大的改善生态环境，解决地球温室效应的问题，因此，太阳电池有望成为二十一世纪的主导新能源，并且必将在世界能源结构中占有一席之地。

　　总之，太阳能技术的发展与应用有广阔的前景，随着太阳能应用领域的逐步成熟与扩大，必将为推动21世纪全球能源结构的新变革，促进可持续发展，保护地球，造福人民做出不可估量的贡献。