为什么研究太阳射电 有什么意义
时间: 2022-12-04 00:01:51 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 98次
太阳射电的介绍
来自太阳的无线电辐射引。自 太阳射电 发现太阳射电以来的三十多年中﹐不仅在太阳物理和射电天文方面取得了很多成就﹐而且对无线电物理﹑等离子体物理﹑空间物理等有关学科也作出了贡献。
太阳射电的太阳射电爆发
当太阳有强烈的扰动时(如日面上突然出现耀斑爆发)产生的一种强度剧增的太阳射电。太阳射电爆发的强度常常会比宁静太阳射电和太阳缓变射电高得多﹐射电爆发的亮温度一般约为10～10K﹐最高可超过10K。它们主要产生于轫致辐射﹑同步加速辐射和等离子体辐射这几种机制。这些射电爆发通常与太阳耀斑有关﹐它们起源于从低色球层到太阳外冕的整个太阳大气﹐从3毫米到40米波段都可以观测到。在不同的波长上﹐它们呈现出截然不同的物理特徵﹐因而按波段可将它们分为微波爆发﹑分米波爆发和米波爆发三类。 一种强度最大的射电爆发﹐其亮温度为10～10K﹐偶尔最高可达10K﹐形态极为复杂而且多变。按照它们的频谱随时间而变化的特性﹐又可分为噪暴(包括特强辐射和Ⅰ型)﹑Ⅱ型﹑Ⅲ型﹑Ⅳ型﹑Ⅴ型五直?ⅠT氡┦怯沙中?感∈钡郊柑斓幕罕涞目砥荡?????增强射电)﹐以及迭加其上的一系列持续时间只有零点几秒到几秒钟的脉冲形窄频带快速爆发所组成。这种脉冲窄带成分就是Ⅰ型爆发。噪暴是唯一与耀斑无关﹐而只与黑子有关的一种米波爆发。Ⅱ型爆发和Ⅲ型爆发是一些分别持续几分钟和几秒钟的强烈爆发。它们的频谱特性是﹐其辐射频率分别以每秒1兆赫和每秒20兆赫的速率从高频漂移到低频﹐这是由于激起Ⅱ型爆发和 Ⅲ型爆发的扰动媒介分别以 0.003c 和0.2～0.5c (c 为光速)的巨大速度在太阳大气中向外运动所引起的。而且蛐捅?⒑廷笮捅?⑼???币砸欢云撞ǔ鱿帧U庑┢灯滋匦员砻鳗o它们产生于等离子体振汤。在Ⅱ型爆发和Ⅲ型爆发后面﹐有时分别伴随著Ⅳ型爆发和Ⅴ型爆发。Ⅳ型爆发是一种部分偏振的平滑连续辐射﹐它们出现于极宽的频率范围。在不同波长上出现的Ⅳ型爆发的特性是迥然不同的﹐表明它们起源于不同的辐射源。Ⅴ型爆发是类似Ⅳ型爆发的连续谱爆发﹐通常出现于米波。
太阳射电(尤其是其中的爆发)与太阳 X射线﹑太阳宇宙射线以及磁暴等现象有密切的关系。在太阳宁静和受扰期间﹐厘米波长上的射电与太阳 X射线密切相关﹐这两个波段上的亮度分布非常相似。厘米波和分米波上的缓变射电与X射线辐射的局部区域有关﹐缓变射电源很可能就是缓变X射线源。某些类型的射电爆发﹐伴有色球物质的抛射﹐其中有些高能质子到达地球而使空气簇射增强。耀斑爆发期间也岵??罅康牡湍芰W萤o当这些粒子到达地球时会引起极盖吸收。耀斑爆发抛出的气体前沿会形成冲击波﹐当这种冲击波到达地球时﹐便会引起急始磁暴。由此可见﹐观测研究某些特殊类型的太阳射电与有关的太阳X射线﹑宇宙射线以及磁暴的关系﹐可以帮助我们进一步了解耀斑的物理过程﹑高能粒子的产生机制﹑由耀斑喷出的等离子体云的性质以及行星际磁场的特性。而观测Ⅳ型太阳射电爆发的同步加速辐射以及Ⅱ型﹑Ⅲ型太阳射电爆发的壤胱犹宸?洎o则可以帮助我们进一步研究高能粒子的加速﹑等离子体的不稳定性等重要课题。这就意味著﹐太阳是检验这些重大理论的一个理想的“实验室”。
研究太阳能发电现状及发展趋势有什么意义
太阳能光伏发电的社会意义是什么？
1)解决无电人口和贫困地区用电。
独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电;而投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。
2021~2021年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。
西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部，2021年底时这一数字可能达到76%;其他环节的新增产能基本也都在西部。同时，截止2021年底，全国40%的光伏装机在西部省份，充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地，并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本，促进能源行业主体多元化。
传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛，为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一，并使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生能源，提高了节能减排意识。
分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源
从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。
一、解决无电人口用电问题
2021 年9 月，联合国可持续发展大会通过《2030可持续发展议程》，确定了17 个“可持续发展目标”。可再生能源是其中第七项目标“经济适用的清洁能源”的重要组成部分。联合国对于该目标的解释为：确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源。
中国解决无电人口的经验表明，独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点，是实现“可持续发展目标”第七项“经济适用的清洁能源”的重要手段。中国经验同时也为全球，尤其是发展中国家解决无电人口用电问题提供了可复制的典范。
国家能源局数据显示，2021-2021 年，国家共安排投资247.8 亿元(中央资金145.5 亿元) 用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中，安排电网投资计划206.8 亿元，为154.5 万无电人口通电;安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元(中央资金28.5 亿元)，共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套，为118.5 万无电人口通电。相比于电网延伸，独立光伏用总投资16.5% 的资金解决了43.4% 的无电人口用电问题。从人均投资来看，每3460 元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电;相比之下，投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。
表 1：2021~2021年解决无电地区人口用电投资及通电数据
二、实现精准扶贫
光伏扶贫工程的开展，使我国的扶贫工作由改输血向造血、由粗放扶贫到精准扶贫的转变，使贫困人口通过自己的劳动有尊严地获得收入，并保证贫困户未来20年有持续、稳定的收益。
2021年，我国在河北、山西、安徽、甘肃、青海、宁夏6省共实施了150万kW的光伏扶贫项目，预计使20万户以上的贫困群众获得20年的稳定收入。
在此基础上，2021年多个省份的能源局联合当地的扶贫工作小组，将“光伏扶贫”作为农村脱贫的重要方式。2021年，在14个省份实施5168万kW光伏扶贫项目，帮扶贫困群众55.6万户，如下表所示。
表2：2021年扶贫帮扶贫困户数(万户)
2021年，仅村级扶贫一项就帮扶14个省、236个光伏扶贫重点县14556个建档立卡贫困村的71.0751万户建档立卡贫困户，如下表所示。
表3：2021年村级电站扶贫帮扶贫困户数(万户)
同时，各省也积极开展集中电站光伏扶贫，即经营集中电站的企业，按照规模每10~25kW中每年拿出3000元的利润给所在地的贫困户。目前，据不完全统计，已经有11省下达了720万kW的集中式扶贫电站指标，预计将帮扶贫困户约36万户;若考虑全国所有省份，2021年集中式光伏扶贫预计将帮扶50万户以上的贫困户。
表4：2021年部分省份地面电站光伏扶贫规模
2021~2021年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。可见，光伏项目为消除贫困人口，使贫困群众获得长期、稳定收益做出了重要的贡献，成为各地精准扶贫的重要措施之一。
三、促进中西部融合
1光伏上游生产制造业主要分布在西部
光伏上游制造端属于高载能、劳动密集型产业，西部省份低廉的能源价格、人力成本成为许多光伏制造企业建厂的首选。以硅料环节为例，截止2021年底的27.64万吨产能中，西部省份的硅料产能占全国总产能的57%(如表4所示)。同时，2021年各企业约有13.85万吨扩产计划，几乎全部位于内蒙古、新疆、云南、陕西4省。届时，西部的硅料产能将占全国的76%!
表5：2021年底各省硅料产能分布情况
除了硅料环节，各企业硅片环节的扩产基本也都布局在西部地区。如单晶硅片龙头企业隆基在云南楚雄布局了10GW的单晶硅片产能，将在2021年底投产;晶澳、阿特斯、东方日升等企业在内蒙也有扩产。在此引用中国光伏行业协会王勃华秘书长之前的图片作为说明。
从上图中可以看出，近期企业的扩产计划基本都布局在西北部地区。
2光伏上下游电站在西部的投资
西部省份具有丰富的太阳能资源，光伏项目发电量好;同时，西部有大量的未利用土地，建设条件好。因此，早期的光伏项目主要分布式在西部省份，如新疆、甘肃、青海、内蒙古等地。
根据国家能源局公布的截止2021年底的统计数据，8个西部省份(内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的光伏累计安装量占全国总安装量40%!
在当地的荒漠、戈壁安装上光伏电站之后，由于光伏组件的遮挡，减少了地表的蒸发量，改善了当地的沙漠化情况。下图为隆基在库布其沙漠开展光伏项目前后，地表情况的变化。
综上所述，光伏行业的发展，给西部地区带来产业投资，拉动了当地的GDP、增加了当地的税收，解决了一部分当地人口的就业问题，为促进西部经济发展、减少东西部差距作出了卓越的贡献!
四、活跃民营资本，能源行业主体多元化
传统能源需要大量的资本和高度集中的控制体系对其进行开采、加工与运输。能源工业的资本密集性特征决定这个行业非个人能力可以企及。传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛。
光伏行业为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。能源行业主体的多元化，有效地促进了全社会对能源行业的参与，打破了垄断性大企业一统行业的局面，实现能源的经济化和能源服务需求差异化。众多中小企业的出现和活跃也为商业模式创新和技术进步提供了更适宜的土壤。
整个光伏行业中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，民营企业累计并网容量达到1962 万kW，占比47.7%，远远超过了中央五大发电集团和其它国企。可见，光伏行业更能够吸引不同性质的投资主体，促进全社会对能源行业的参与。
表6：2021年我国光伏资产持有量排名
注：2021年光伏开发企业的排名用的是水利总院一些数据，跟各家已经上市的光伏资产持有公司的公报有一定的出入
虽然2021年底的持有量数据和从上表中有一定差距，但可以明显看出，在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。
光伏发电的突出特点是适合分布式开发。用户所生产电力可以自用，多余上传，夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中，光伏的分布式特点更明显，闲置的屋顶、荒漠、滩涂，都可以建立光伏电站。这种电力生产的准入门槛相比于传统能源非常低，任何一个普通人都可以成为电力的生产者。可见，分布式光伏的发展打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中定位已经由原来简单的用能者变为动态产消合一者。
光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
五、集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式。譬如，“光伏+农业”“光伏+农户”“光伏+商场”“光伏+园区”“光伏+渔光”等“光伏+”已经成为许多地区发展转型的措施之一。另外，户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生鞥能源，提高了节能减排意识。
另外，光伏与农业、渔业、建筑物的结合，使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。符合土地“集约化”利用的发展方向。
同时，分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。在此，引用《第三次工业革命》中的一段话来予以说明。
未来，每一处建筑都会转变成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器;
未来，将每一大州的建筑转化为微型发电厂，以便收集可再生能源;
未来25年内，数百万的建筑——家庭住房、办公场所、大型商场、工业技术园区——将会既可作为发电厂，也可以作为住所。
未来，家庭居民可以在自己的房顶上安装太阳能电池板，这些电池板能生产出足够的电力，满足房子所需的电能。如果有剩余，则可以出售给发电厂。
你准备好了吗?你的公司准备好了吗?中国准备好了吗?
六、节约水资源
煤炭的开采、洗选和发电环节都高度耗水，过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大的危害。与煤炭相比，光伏发电不仅在污染物减排方面具有优势，其用水量也远远小于燃煤发电。光伏和煤电发电阶段与全生命周期的耗水量如下表所示。
表 7：煤电与光伏用水量对比(单位：吨/MWh)
数据来源：发电阶段数据来自Tan et al, 2021，全生命周期数据来自Feng et al, 2021
从上表可以看出，即使从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。
综上所述，光伏产业的快速发展，对全社会具有极其深远的正向推动。从政治意义上讲，光伏已成为我国在国际交往中的一张亮丽名片。不仅服务于国内能源转型，对全球应对气候变化、能源转型也作出了贡献。
太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比， 太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术。
太阳能光伏发电项目建设的必要性和意义
中国的环境现状和发展趋势大规模、无节制地开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭，而且造成日益严重的环境问题。过度的排放日益引起全球关注，解决这些问题已不再是各国自身的事情，控制和减少排放已经成为全球各国的目标和义务，责任的分担已经成为各国政府讨价还价的政治问题。
随着全球能耗的快速增长，环境将进一步恶化，减排的纷争将更加激烈。
我国目前的能源将近 70%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、 运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。初步估算煤炭发电
造成的污染的经济损失以及由此引致的环境污染治理成本高达 1606 亿元。
大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的 必然选择。我们的环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比， 太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术。
太阳能光伏发电项目建设的必要性和意义
中国的环境现状和发展趋势大规模、无节制地开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭，而且造成日益严重的环境问题。过度的排放日益引起全球关注，解决这些问题已不再是各国自身的事情，控制和减少排放已经成为全球各国的目标和义务，责任的分担已经成为各国政府讨价还价的政治问题。
随着全球能耗的快速增长，环境将进一步恶化，减排的纷争将更加激烈。
我国目前的能源将近 70%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、 运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。初步估算煤炭发电
造成的污染的经济损失以及由此引致的环境污染治理成本高达 1606 亿元。
大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的 必然选择。我们的环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地厂各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家己经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京“绿色奥运”部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在10-13%左右，国外同类产品效率约12-14%。由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。2002年全球太阳电池和光伏组件产量约600MW，其中日本占45%，美国25%，欧洲约22%。日本是光伏产业发展最快的因家，在不到10年的时间里超过了美国，2001年世界10大太阳电池生产厂，日本就有4家，分别是夏普、京都陶瓷、三洋和三菱。欧美发达国家大都制订了“阳光计划”，并采取措施鼓励居民安装太阳能发电系统，比如部分赠款、无息贷款和“种子基金”等，并以高出普通电价几倍的价格购买居民家中多余的太阳能电量。
我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快，但总体规模较小，2002年太阳电池产量约SMW，累计装机容量达25MW，不到世界的1%，为配合西部大开发，我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等，利用太阳能发电和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电，这一工程配套资金20多亿人民币。我国光伏发电产品的市场主要在西部，另有部分产品出日，如组件、小系统和日用太阳能电子产品等。由于国内太阳能电池晶片产量远远不能满足需求，许多厂家进日大量电池片封装组件。在光伏产业方面，深圳占有部分江山，产品加工能力、产品质量和销量在国内外都有一定的影响。政府应加大扶持力度，使之扩大规模发展成为产业群，进而成为深圳的一个经济增长点。
太阳能光伏发电产业增长迅速，不仅因为它是具有许多优点的清洁能源，一个更诱人的动因是，在太阳能与建筑一体化的过程中，太阳电池组件比太阳能热水器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，国外己有非常好的案例。因此，太阳能光伏发电技术与建筑结合方面，将具有良好的经济效益，前途无限。
第一，太阳能光伏发电的社会意义是可以利用太阳能进行发电，从而节约地球上的不可再生资源资源是有限的，如果一些资源是有限的，我们还必须用他。这个时候如果我们还找不到取代他的相关自然资源的话，那我们的资源就越用越少。如果地球上少了一种不可再生资源。我相信地球就会发生巨大的变化。
第二，也不是为了环保。我们的地球只有一个保护。地球人人有责，而为了人们的生活方越来越方便。再提供方便的前提下，如果我们的环境得不到保护的话，一味地破坏大自然的环境，我们的地球将会伤痕累累。长久下去，我们的地球得不到保护，得不到休养生息的话，总有一天他会被人类毁灭的。所以我们一定要保护我们的不可再生资源也要保护我们的地球。更要保护我们的家。
第三，因为地球上的资源总是有限的。而且他是有价值的。所以他就是有成本的。如果我们的资源越用越少，那么它的成本就越来越高。相应的它的产品。问世的时候就会。越来越高。人们就会因为用不起他而选择少用或者不用。这样我们的生活就。达不到一定的小康水平甚至达不到一定的理想状态。本来想着发电是为了给人们提供方便，但是由于如果资源的越来越少，而成本越来越高。导致我们越来越用不起电的话，那我们在。去生产店为大家提供方便的目的，何在？所以只有降低成本才能够为人民谋福利而。天然的太阳能他的成本几乎为零，这样利用太阳能发电。我们的电费越来越低。这样我们几乎没有。成本的投入就得到了一些。给人们生活带来。方便的电资源，我们为什么不利用这样的？太阳能呢？
所以，利用太阳能光伏发电对我们人类社会意义非常重大。无论是从环保角度还是从节省成本以及。他能发电的其他好处出发，他能光伏发电给人类的社会意义是非常巨大的。所以希望我们好好努力。能够发现并利用更多的天然资源，保护我们的地球。
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