在减少二氧化碳和空气污染物排放方面，核电一直被寄予厚望。然而，2011年3月11日发生的日本大地震摧毁了这种美好愿望。这场灾难不仅导致东京电力公司福岛第一核电站发生严重核泄漏事故，也使得全球核能利用进入低潮，德国甚至宣布全面放弃核电计划。在一些发达国家，核电在全社会电力供应中占据了重要地位。在法国，核电的应用比例几乎达到80%，日本的应用比例约为40%。核电退出留下的电力供应缺口，需要矿物能源和可再生能源填补。矿物能源的使用量增加，必然导致二氧化碳和空气污染物排放量的增加。这对于面临全球气候变化和环境保护问题的各国政府而言，无疑是难以承受的压力。因此，加大可再生能源的开发利用已经成为解决当前能源问题的主要措施之一。

    太阳能发电

    近二十年，太阳能的开发利用发展十分迅速。作为解决气候变化和环境保护的技术措施，太阳能的开发利用被赋予重要使命。由于日本、德国等国家实施鼓励政策，单晶硅或多晶硅太阳能光伏利用曾一度成为可再生能源开发和利用的标志。除了常见的安装于房顶的光伏电池板，安装于玻璃窗的应用产品也陆续上市，包括用于遮阳的结构以及与透光玻璃一体的采光发电型太阳能光伏发电装置。

    现有的薄膜太阳能电池，不仅能够实现节能环保，还可以作为一种新型建筑材料。但是，受制于光电转换效率和光致衰退率等问题，该产品应用推广较难。英国莱斯特大学与一家挪威公司合作研发出新型太阳能电池。这项技术使用的贴膜非常薄，既可透光又可发电，能够“把窗户变成发电机”。这种薄膜太阳能电池可以粘贴，也可以在制造过程中直接添加到玻璃窗或其他建筑材料上，大面积铺设时投资成本远低于传统太阳能光伏发电装置。另外，该产品还可粘贴在汽车顶部，为汽车蓄电池充电。该技术目前仍在完善中，下一个目标是让发电效率达到20%。

    在节能和环保两大主题继续深化的背景下，太阳能热电联产是近年来住宅太阳能发电技术值得关注的发展趋势。太阳能光伏发电装置与太阳能集热器一体化技术方案已经有几种进入产业化前期阶段。2011年2月，日本电信电话公司（NTT）发布了“热电联供型非晶太阳能发电模块”。该技术将太阳能光伏电池和太阳能集热器安装在同一模块中，既提高了太阳能电池转换效率，又可以制取生活用热水。NTT展示的样品是在倾斜的阶梯状容器中安装4个非晶硅型太阳能光伏电池单元，容器中可以注水，并配备透明盖板。未注水时，光线直接照射到电池单元进行发电；注满水时，产品外观和发电量会发生较大变化。通过光的折射和反射，光线可以从多个角度照射到太阳能电池单元，太阳能利用率大幅提高，单元发电量相应增加。在展示过程中，注满水时的发电电流值约为未注水时的1.5倍。非晶硅型太阳能电池的特点是可见光利用率较高，但红外线利用率较低。该技术可以有效利用未被光伏电池使用的剩余红外线将水加热，使太阳能得到更充分利用。但是，该模块构造较为复杂，制造成本偏高，仍有待改进。

    由美国麻省理工学院（MIT）、开发热电转换技术的美国GMZEnergy公司、美国波士顿学院及阿拉伯联合酋长国马斯达尔理工学院（UAE）组成的研究小组，开发出采用热电转换元件的平板型太阳能发电兼热水供应系统。该系统能够实现热电联产，在发电的同时供应热水，发电转换效率约为5%，同时可提供50℃左右的热水。

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