太陽能產業蓄勢待發 - yuyoutech - Xuite 備份站)
由 於地球的污染日益嚴重，溫室效應造成全球平均溫度持續升高，近年來地球暖化問題逐漸受到世界各國的重視，1997年160個聯合國會員在日本簽訂「京都議定書(Kyoto Protocol)」，要求工業國家在2008-2012年之前，必須將導致全球暖化的二氧化碳及其他五種廢氣排放量，較1990年降低5.2%水準，並於2005年2月16日開始生效。在油價高漲壓力與京都議定書的約束之下，近年來各國政府陸續補助推動再生 能源發電取代傳統礦物燃料發電，以積極改善並減輕污染問題。 回顧2 0 0 3年全球電力方面的投資金額一年約1200-1600億美元，再生能源的投資約200億美元，較1995年投資金額6 0億美元成長近四倍；其中風力佔38%、太陽光電佔24%、太陽熱水器佔21%、其他佔17%。太陽光發電設備具有低污染及產品壽命長達二十年以上的特性，不過因轉換效率方面偏低，使得發電成本較傳統方式偏高，必須仰賴政策性輔導補助推廣。 目前所見政府推動太陽能發電補助計畫的國家，包括美國、德國、日本、瑞士、荷蘭、大陸、印尼等。日本於1993年推行新陽光計畫，經過十年時間，日本太陽光電系統發電量成長了35倍，系統平均成本降低了76%。德國2000年及2004年通過新再生能源法及補充修訂後，對於鼓勵優惠條件大幅放寬，使得2005年德國太陽光電系統裝設大幅增加366MW(YoY成長152%)，並超越日本的277MW(YoY成長27%)，成為全球最大的太陽光電系統裝設地區。 近期美國加州、紐約州、俄勒岡州等地均通過或議決有關太陽光電新的優惠補助措施或減稅方案，尤其加州「百萬太陽能住宅(Million Solar Roofs)」為美國史上最積極的太陽能源發展獎勵政策，預期積極立法的美國對於2006年以後全球太陽光電系統將挹注成長動力。
分析太陽光電產業鏈上中下游依序為矽原料(Silicon)→晶棒(Ingot) →矽晶圓(Wafer)→電池(Cell)→模組(Module)→系統組裝( S y s t em)，全球主要生產廠商包括矽原料約7家、晶棒/矽晶圓約10-15家、電池約40-50家、模組數百家、系統組裝數千家，國內廠商於各領域皆有投入與著墨。由於需求面自2004年5月起大幅攀升，因此現階段發生供不應求的現象，主要在於上游多晶矽材料增產速度趕不及需求成長，導致多晶 矽材料價格上漲，並帶動電池生產成本上揚。 2004年全球多晶矽產能約3萬噸，其中矽晶圓用約2萬噸、太陽能用約1萬噸，預估太陽能用多晶矽在2010年之前將擴充至3萬噸，而晶圓則是持續每年5-6%成長，依據廠商目前的增產計畫，供給僅能增加1.2萬噸，因此多晶矽材料供不應求的現象仍然嚴重，短期難獲解決。 參考Global Industry Analysts預測，2010年全球太陽能電池與太陽能模組之市場規模為年銷售額11,800.98百萬美元，2001-2010年之間的年複合成長率約19.7%，其中，日本佔29.5%、歐洲佔25.9%、美國佔12.8%。由預測機構的推估來看，太陽能產業蓄勢待發，未來成長可期。
澳要蓋最大太陽能發電廠
澳洲國家電力市場管理公司（NEMMC )提出警告，除非增加發電來滿足日益增加的空調需求，否則五年內就會面臨停電危機。有鑑於此，澳洲25日宣佈將興建全球最大的太陽能發電廠，估計這座發電量達一百五十四百萬千瓦的電廠，將耗資四億二千萬澳幣（約一百零六億台幣 )，澳洲政府將出資七千五百萬澳幣（約十九億台幣 )。除了這座太陽能電廠外，澳洲也宣佈耗資三億六千萬澳幣（約九十一億 )，試辦清淨能源計畫，內容包括褐煤乾燥與碳氣回收儲存，希望減少造成全球暖化的溫室氣體排放。
澳洲財長寇斯德洛說，將在南部維多利亞省密杜拉市附近興建的太陽能電廠，「宗旨是建立世界上最大的光電計畫」。
負責興建這座太陽能電廠、總部設在墨爾本的「太陽能系統」公司表示，該電廠將直接依靠太陽生產清淨電力，以滿足四萬五千多戶家庭的需求，同時達成溫室氣體零排放的目標。它將使用原本用來供應衛星電力的高效能太陽能電池，以及能將太陽光聚焦於電池的反射鏡。這座太陽能電廠預計2008年動工，二○一三年前達到產量滿載。
若依人口平均數而論，澳洲是全世界最大的溫室氣體製造國，但也和美國一樣拒絕簽署旨在減少溫室氣體的京都議定書。
在月球建太陽能發電廠 解決能源危機
未來月球基地及太陽能發電廠示意圖
研究表明，大約 50 年後，人類目前廣泛使用的傳統能源煤、石油和天然氣將面臨嚴重短缺的局面。嚴峻的能源危機迫使人類將目光轉向浩瀚的宇宙，而月球是人類尋找地球以外能源的首選目標。
解決能源危機困難重重
目前，科學家正在努力尋找解決能源危機的辦法，而月球以其獨特的環境特徵、巨大的能源儲庫，自然成為人類尋找地外能源的首選目標。
本來，科學家一直將希望寄託在太陽能和核反應堆上（包括核裂變發電和核聚變發電）。然而，濃密的地球大氣層致使在地球上利用太陽能有許多不穩定因素﹔利用核裂變反應獲得電力的方法往往產生大量放射性廢料，容易造成嚴重的環境污染。而目前正加速發展的利用氘和氚熱核聚變反應堆生產能源的方法，同樣因形成強大的中子輻射而存在放射性問題。
在月球上建太陽能發電廠
由於月球表面幾乎沒有大氣，太陽輻射可以長驅直入。計算表明，每年到達月球範圍內的太陽光輻射能量大約為 12 萬億千瓦，相當於目前地球上一年消耗的各種能源所產生的總能量的 2.5 萬倍。按太陽能能量密度為 1.353 千瓦 / 平方米計算，假設在月球上使用目前光電轉化率為 20 ％的太陽能發電裝置，則每平方米太陽能電池每小時可發電 2.7 千瓦時，若採用 1000 平方米 的電池，則每小時可產生 2700 千瓦時的電能。
由於月球自轉週期恰好與其繞地球公轉週期的時間相等，所以月球的白天是 14 天半，晚上也是 14 天半，一天相當於地球一個月的長度，這樣它就可以獲得更多的太陽能。科學家認為，如果在月球表面建立全球性的並聯式太陽能發電廠，就可以獲得極其豐富而穩定的太陽能，這不但解決了未來月球基地的能源供應問題，而且隨著人類空間轉換裝置技朮和地面接收技朮的發展與完善，還可以用微波傳輸太陽能，為地球提供源源不斷的能源。
月壤中富含氦 ─3
現實可行的解決未來能源問題的途徑是建造和使用氦 ─3 同位素（ 3He ）的熱核反應堆，這種反應堆沒有中子輻射，不會造成環境危害。但遺憾的是地球上 3He 儲量極為有限，地球天然氣中理論上的總含量僅為 10─15 噸，而月壤中富含 3He 。
除了極少數非常陡峭的撞擊坑和火山通道的峭壁可能有裸露的岩石外，整個月球表面都被月壤覆蓋，在月海區平均厚約 5 米 ，月陸區厚約 10 米 。這些土壤長期接受太陽的照射，富集由太陽風粒子直接注入的揮發性化學元素和同位素，在這些稀有氣體中就有大量的 3He 。據估算，月壤中 3He 的資源總量可達 100 萬 ─500 萬噸。 3He 是一種清潔、安全和高效的核聚變發電的燃料。據專家計算，如果採用 D─3He （氘和 3He 進行核聚變反應產生電能）核聚變發電，美國年發電總量僅需消耗 25 噸 3He ﹔中國 1992 年的年發電總量只需 8 噸 3He ，全世界一年有 100 噸 3He 就夠了。以目前全球電價和空間運輸成本算， 1 噸 3He 的價值約 40 億美元，而且隨著空間技朮發展，空間運輸成本肯定將大大下降。最近法國科學家宣佈， 2030 年將使利用 3He 進行核聚變發電商業化。這樣，開發利用月壤中的 3He 將是解決人類能源危機的極具潛力的途徑之一。
全球最大太陽能發電廠在德國啟用
由德國太陽能發電設備大廠 Solon 興建的太陽能發電廠，一日在德國中部的小鎮阿內史坦正式啟用。這座號稱是全球規模最大的太陽能發電廠，裝置總容量有十二百萬瓦，正好提供九千人口小鎮一整年的電力需要。 Solon 公司表示，這座投資額達八千萬歐元（約合新台幣三十四億元）的新電廠，佔地一百一十七座足球場大，一共裝置了一千四百零八面能追蹤太陽位置而自動調整角度的太陽能板，效能比傳統的太陽能發電設備還高百分之三十五。
該公司指出，透過這種專門為大型發電廠設計的發電板，光靠太陽能就能滿足整座城鎮的電力需要，寫下太陽能發電的紀錄。
位於柏林的 Solon 是歐洲最重要的太陽能發電設備製造商之一，專精大型的太陽能發電模組；創辦人沃伊特在啟用典禮說，五年前他就開始尋找地點，希望光用太陽能就能提供電力給整座城鎮，現在目標已經達成，下一個目標是興建能滿足整座島嶼電力需要的太陽能發電廠。
世界最大太陽能電廠 啟動
太陽能電廠廠內成排的反射鏡。（ AFP ）
歐洲第一座、也是世界上最大的太陽能電站計劃在 2007 年 1 月正式運行，該電站功率為 11 兆瓦。專家預期，陽光充足的地中海沿岸未來將興建多座這類的大型太陽能發電廠，「南電北送」供應歐洲其他地區的需要。 這座世界最大的太陽能電廠，由美國 Power Light 公司在通用電氣公司資助下建造，位於歐洲陽光最強的地區 ── 西班牙南部安達魯西亞自治區，占地面積為 60 公頃 。 這座新建的太陽能發電廠擁有全球最大的集熱鏡，總面積超過 50 座足球場，透過廠內成排的反射鏡將陽光集中到一個中央接收器上，由此產生的熱力進一步將水轉換成蒸氣，帶動蒸汽渦輪產生電能，這些電能可輸送至各地使用。一旦電廠開始運作，能夠產生 11 兆瓦的電能，可以滿足 20 萬人的需要。 雖說此電廠是目前世界最大的，但是專家預計，未來在歐洲南部陽光充足地中海沿岸將興建多座大型太陽能發電廠，「南電北送」供應歐洲其他地區的需要，預測 2050 年可以滿足德國 20% 的需要。 由於太陽能發電目前獲西班牙政府補助，每千瓦小時的收購價為 21 歐分，且可連續補助 25 年，因此西班牙和德國的銀行團已融資這座總值 3 億歐元的發電廠，且計劃未來還要在同一地興建 2 座一樣規模的發電廠。
德國科學家提出：鏡子照沙漠 電力供全球
專家認為，明智的能源投資是在光照豐富的沙漠地帶，而不是鈾礦或者石油鑽井。 CSP 的原理是利用鏡子將太陽光線聚焦在一個裝有某些氣體或液體的管道或容器，將氣體或液體加熱到 400 攝氏度 ，然後帶動傳統的汽輪機發電。圖為一個建在荒漠地帶的 “ 太陽能農場 ” 。
利用沙漠的太陽光就能夠解決全球能源危機，這是日前兩位德國科學家在提交給德國政府的兩份科學報告中提出的。科學家指出，利用一種叫太陽能聚熱發電的技術，只要將放大鏡覆蓋地球上沙漠地帶的 0.5 ％面積就能滿足全球的電力需要，而且能夠同時給沙漠地區提供豐富的淡化水，讓沙漠附近城市享受舒服的空調。
而這種技術就像小孩子在物理課上用放大鏡令太陽聚焦在紙上燒一個洞那麼簡單。
受雇于德國政府的科學家傑拉德 · 科奈斯博士和弗蘭茨 · 特裏布博士在日前提交的兩份報告中指出，歐洲、中東和北非應當共同合作，使用太陽能聚熱發電（ CSP ）技術在北非沙漠地帶建設佔地廣闊的太陽能農場。
各種太陽能設施
一名行人經過美國舊金山莫斯科尼中心屋頂平臺上的太陽能電池板。位於美國舊金山市中心的莫斯科尼中心擁有北美地區最大的城市太陽能發電設施，這個設施由５４２６片太陽能電池板組成，發電功率達６７５千瓦。整個設施投資 740 萬美元，每年可使莫斯科尼中心減少消耗電網電能４９０萬千瓦時，節約電費５９萬美元。
太陽能 一般指太陽光的 輻射能量 。太陽能的利用有被動式利用 （ 光熱轉換 ） 和 光電轉換 兩種方式。太陽能發電一種新興的 可再生能源 。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如 風能 ， 化學能 ，水的 勢能 等等。
利用太陽能的方法主要有：
· 使用 太陽能電池 ，通過 光電轉換 把太陽光中包含的能量轉化為電能
· 使用太陽能熱水器，利用太陽光的熱量把水加熱
· 利用太陽光的熱量加熱水，並利用熱水發電
· 利用太陽能進行 海水淡化
現在，太陽能的利用還不很普及，利用太陽能發電還存在 成本 高、轉換效率低的問題，但是太陽電池在為 人造衛星 提供能源方面得到了很好的應用。
目前，全球最大的屋頂太陽能面板系統位於 德國 南部 比茲塔特 （ Buerstadt ），面積為四萬 平方公尺 ，每年的發電量為 450 萬 千瓦時 。
日本 為了達成 京都議定書 的 二氧化碳 減量要求，全日本都普設太陽能光電板，位於日本中部的 長野縣 飯田市 ，居民在屋頂設置太陽能光電板的比率甚至達 2% ，堪稱日本第一 。
德國研製太陽能發電纖維
德國科學家正在研製可利用太陽能發電的纖維，希望用它來紡成布料。或許有朝一日你將不必再為手機、隨身聽和手提電腦沒電了而煩惱。只要天還亮著，身上的衣服就能提供足夠的電力。 據最新一期英國《新科學家》雜誌報導，德國司圖加特大學物理電子研究所的科學家已經在這方面有所成果。
他們能夠以衣物纖維等圓柱狀的材料為基底，在上面沉積無定形，製成了微細圓柱狀的太陽能電池。這種「電池纖維」能夠經受紫外線照射，並能承受攝氏 100 度的高溫。與一般的太陽能電池相同，它也是由三層無定形 （即非結晶 ）疊成的『三明治』結構，只不過這個『三明治』是卷成圓柱狀的，而不是平面的。在這三層中，上面的一層添加雜質使其含有多餘的、帶負電的電子；下面的一層則添加不同的雜質使之缺少電子，從而含有多餘的、帶正電的『空穴』；中間的一層則是不添加雜質的純。光子的撞擊可使上一層的電子流向缺少電子的下層，以形成電流。目前研究人員面臨的最大挑戰是，如果用這種電池纖維織成布料，如何能使所有纖維互相接觸，從而把它們產生的電力集中起來，成為具有實用價值的發電裝置。地球每天都接收到大量來自太陽的輻射能量。你有沒有想像過每天香港接收到多少太陽能呢？整個香港的土地面積每天所接收的太陽能，比香港兩間電力公司每天平均產生的電能多 40 倍以上！我們可以利用這種能量來推動家庭電器或運輸系統嗎？
太陽能電池
太陽的能量是用之不竭的
如果我們能善用太陽能，即使是把太陽能的一小部份轉換成電能，對生活也會有莫大的裨益。光伏電池 ( 太陽能電池 ) 是一個可以把太陽能收集和轉換成電能的裝置。你也許知道能量有很多種不同的形式，包括熱能、光能、聲能、動能、位能、化學能和電能等。利用能量傳換裝置，能量可以從一種形式轉換至另一種形式。光伏電池就是一種能量傳換裝置，可以把光能直接轉換成電能。在日常生活中，你可以找到不少應用光伏電池的例子，包括手錶、計算機和應用太陽能的電池充電器等。你也可以在香港太空館或科學館賣紀念品的地方找到不少有趣的太陽能小車和玩具。
這種充電器是一個能量轉換的裝置，可以把光能轉換成電能，使電池充電 。
可是，以現時的發電技術水平來說，使用太陽能電池組成大型列陣來發電的成本非常昂貴。而且，天氣的狀況和季節的變遷 ( 陰天、雨天或冬季的來臨 ) 都會影響陽光強度，從而影響太陽能電池的運作。又因為晚上沒有陽光，太陽能電池也需要配合蓄電池使用，儲存電能以提供穩定的電力。這些配套設備使太陽能供電系統的成本更高。相比之下，利用傳統方式生產電能就經濟得多，也不受天氣或季節變化的影響。
太陽能板是一個可以把太陽能收集和轉換成電能的裝置。
要建造很巨大的太陽能板列陣是非常昂貴的。
美學者認為太陽能有望成首選替代能源
美國科學家特拉維斯 · 布拉德福德在新出版的《太陽革命》一書中預言，太陽能將在未來 20 年內成為功效最佳、價格最低廉的替代能源，價格將在 10 年內下降一半， 20 年後下降 75% 。 布拉德福德是馬薩諸塞州普羅米修斯可持續發展學院創建人兼院長。他介紹說，過去 10 年裏光電行業的發展已經使通過光電電池獲取電變得經濟實用。日本、德國和美國等世界各地的市場都有成千上萬的住戶和企業正在使用光電技術。 他寫到，建設大型風電或地熱發電設施都需要配套基礎設施，用這兩種方式發電的至少一半資金都要用在輸電和配電上。而用太陽能發電，無需電網就能把電直接傳輸給終端用戶，所需費用只是給住戶安裝設備的開銷。目前，精矽供應短缺限制了太陽能板的生產。布拉德福德認為，這種狀況幾年後將會改變。首先，根據那些規模大又可靠的多晶矽製造企業，以及一些在製造冶金級矽方面有豐富經驗的新企業目前的產量增加狀況，到 2008 年，多晶矽供給量將翻番。此外，太陽能晶片和電池製造者正在研究如何更有效地利用矽。 他指出，世界上一些發展中國家往往有豐富的太陽能資源，但這些國家缺乏利用太陽能的資金。今後太陽能價格大幅下降，一家住戶將可以花 50 美元裝一塊發電功率為 30 瓦的太陽能板，用來給手機充電和聽收音機等。在美國，主要的住宅建築公司都在考慮新建築利用太陽能的問題。加利福尼亞州通過的一項新法案就要求，建築商到 2012 年能讓住戶選擇用太陽能發電。布拉德福德認為，未來 5 年內，美國將成為太陽能利用增長最快的國家之一，還將超過德國和日本成為全球使用太陽能最多的國家。