一提到太陽能，人們最先想到的可能是“太陽能熱水器”，太陽能幾乎近年來成為生活必需品。然而，像太陽能垃圾箱著大家不在意的物品估計(jì)很少關(guān)注，太陽能這無影無形的陽光是如何變成可以使用的能源，知道的人似乎并不多。

  雖然現(xiàn)在太陽能被當(dāng)做一種新型能源被廣泛開發(fā)和利用，但實(shí)際上，自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存了，人類所需能量的絕大部分直接或間接地來自太陽。

  所謂太陽能，一般是指太陽光輻射的能量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能、化學(xué)能和水的勢(shì)能等。各種植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料，也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。我們的老祖先已經(jīng)懂得直接利用太陽光這種能量了，比如用陽光曬干物件，并將其作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。

  近幾十年來，世界面臨著全球氣候變化及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的挑戰(zhàn)，大量的工業(yè)開發(fā)也使得石油、煤炭等不可再生的化石燃料減少，于是，人們才想到如何進(jìn)一步開發(fā)太陽能，因?yàn)樘柲芗仁且淮文茉?，又是可再生能源。太陽能資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。

  也許有人說，既然如此，為什么不像以前那樣直接使用太陽能，而要把它當(dāng)做一種新興的能源來研究使用呢？這其實(shí)是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題，盡管太陽輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的二十二億分之一，但已高達(dá)173,000TW（太瓦），也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤，每秒照射到地球的能量則為499,400,00,000焦。雖然太陽能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變。道理很簡(jiǎn)單，我們能用太陽光曬魚干，卻不能直接用它來驅(qū)動(dòng)汽車。所以，如何轉(zhuǎn)化太陽能使之產(chǎn)生巨大的力量就成了一個(gè)新興的問題。

  現(xiàn)在常用的方法一種是太陽能光伏，一種是太陽能光熱。太陽能光伏是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料（例如硅）制成的固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長(zhǎng)時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表以及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并入電網(wǎng)供電。光伏板太陽能利用組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電能。近年，天臺(tái)及建筑物表面均可使用光伏板組件，甚至被用做窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。

  而太陽能光熱是將陽光聚合，并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒硎占柲芡?，建筑物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及緩慢釋放太陽熱力的建筑材料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奶柲軣崴?，便是基于這種技術(shù)。

  應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛

  現(xiàn)如今，太陽能的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，小到太陽能手表、太陽能計(jì)算器，沒電了就在太陽下曬一曬；大到將太陽能設(shè)備和城市建設(shè)結(jié)合起來，給整個(gè)城市節(jié)能減排。這些應(yīng)用有的能給我們帶來可見的利益，有的則充滿了生活情趣。

  太陽能熱水的應(yīng)用可以按不同的溫度、規(guī)模有不同的使用。目前，80℃以下為低溫應(yīng)用領(lǐng)域，太陽能提供的熱水廣泛應(yīng)用于家庭、賓館、學(xué)校、飯店、養(yǎng)殖、食品、農(nóng)業(yè)等民用或商用領(lǐng)域，擁有千億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模；80℃～250℃為中溫領(lǐng)域，太陽能提供的熱能主要應(yīng)用于采暖、空調(diào)、紡織、印染、造紙、橡膠、海水淡化等生活和工業(yè)領(lǐng)域，擁有市場(chǎng)將達(dá)萬億級(jí)規(guī)模；而以250℃以上的熱發(fā)電為主的高溫應(yīng)用市場(chǎng)，將達(dá)數(shù)萬億級(jí)規(guī)模，堪稱巨無霸市場(chǎng)。

  截至2011年，中國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)太陽能集熱器5760萬平方米，成為世界上最大太陽能熱水器生產(chǎn)和消費(fèi)國，實(shí)現(xiàn)了保有量從十年前不到5000萬平方米發(fā)展到今天的2億多平方米。

  城市建設(shè)中太陽能設(shè)備的應(yīng)用也越來越多，天津明年將率先使用的太陽能垃圾箱，通過光學(xué)元件將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用。利用太陽光作為動(dòng)力能源，經(jīng)過自動(dòng)壓縮處理后，可將垃圾的體積縮小到原來的1/8，因而能“吃”下更多垃圾。而且這種垃圾箱全封閉、阻止氣味溢出，美觀又安全，頂部的綠、黃、紅燈指示垃圾箱里垃圾是否裝滿，并設(shè)置了語音提示功能，更方便人們使用。

  澳大利亞為了展現(xiàn)其重視節(jié)能減排和營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境，專門為悉尼市政廳這座百年老樓換上了“科技時(shí)裝”：在其樓頂鋪設(shè)了240塊大規(guī)模的太陽能光伏板矩陣。別小看這個(gè)市政廳，目前安裝的太陽能板峰值電能為48千瓦，年發(fā)電總量為6萬千瓦時(shí)，可減少碳排放共計(jì)將達(dá)到1620噸。

  伴隨著上個(gè)月托克勞群島太陽能發(fā)電工程的竣工，這座位于新西蘭和美國夏威夷群島之間，由阿塔富、努庫諾努和法考福三座珊瑚島組成的群島，成為全球首個(gè)完全依靠太陽能供電的地區(qū)。

  新加坡為了迎接圣誕也頗具新意，新建了12棵用太陽能發(fā)電的“擎天樹”，這些“擎天樹”高25米至50米，白天收集太陽能，晚上就能發(fā)出夢(mèng)幻般的光亮，又省電又浪漫。

  由日本宇宙航空研發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)研發(fā)的宇宙帆船“伊卡洛斯”號(hào)，可在宇宙中不使用燃料，通過張開200平方米的薄樹脂制的帆布，接受太陽光進(jìn)行飛行。這種想法大約在100年以前就有了，但“伊卡洛斯”是第一次將其真正實(shí)現(xiàn)。

  而中國的太陽能游艇也于近期在廈門研制成功并投入使用，這艘游艇由玻璃鋼制成，船頂太陽能面板面積達(dá)90平方米，無污染、無噪音、零排放。

  利用的先天不足

  雖說太陽能是取之不盡用之不竭的，但是，已經(jīng)鋪設(shè)的太陽能設(shè)備被閑置或低效使用仍然是一種可見的浪費(fèi)。

  比如，海南光照時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度高、空氣清潔度好，太陽投射角度大，陽光穿透性強(qiáng)，擁有極為豐富的太陽能資源，但是太陽能利用率較低，太陽能熱水器的保有量占全國保有量的比重小，太陽能熱水器的住宅普及率也不高。一方面是由于光能轉(zhuǎn)換設(shè)備價(jià)格比較昂貴，海南太陽能整體行業(yè)無序生產(chǎn)安裝，絕大多數(shù)太陽能企業(yè)存在三無現(xiàn)象，即完工項(xiàng)目無監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安裝人員無技術(shù)、產(chǎn)品性能無標(biāo)準(zhǔn)；另一方面是很多老百姓節(jié)能意識(shí)還不強(qiáng)，對(duì)太陽能的理解認(rèn)識(shí)不夠。遺憾的是，類似的情況在很多地方都存在。

  即便是每家每戶的太陽能熱水器，也存在著閑置和利用率不足的情況。數(shù)千萬太陽能熱水器用戶群體，每年為國家產(chǎn)生巨大節(jié)約的同時(shí)，也伴隨產(chǎn)生了每年數(shù)百近千億元的浪費(fèi)。這是源于太陽能熱水器的兩個(gè)先天不足，一是必須裝在屋頂，太陽能熱水器處于未用狀態(tài)時(shí)，輸水管道中都存有積水，使用熱水前須先放掉輸水管中的冷水。水箱距室內(nèi)出水端口越遠(yuǎn)，待放冷水越多，造成了水資源的不合理利用或者浪費(fèi)。二是冬季氣溫低于0℃時(shí)，熱水器輸水管路易凍堵，如需正常使用，須借助外力對(duì)室外輸水管路進(jìn)行防凍、保溫。冬季北方很多用戶干脆停用太陽能熱水器讓其“冬眠”，這既造成了熱水器資源極大浪費(fèi)，又給用戶生活使用熱水帶來極大不便。

  更有很多居民在自家太陽能熱水器壞掉之后，由于找不到對(duì)應(yīng)的售后服務(wù)，其他維修公司又嫌麻煩不愿上門維修，所以或者閑置下去，或者另買一臺(tái)電熱水器使用。

  上述問題的存在，都讓太陽能的有效利用打了折扣，并且影響節(jié)能減排初衷的實(shí)現(xiàn)。

  值得欣慰的是，國家層面對(duì)太陽能的利用正在不斷加強(qiáng)，太陽能垃圾箱只是一個(gè)開始，以后隨著更多太陽能設(shè)施出現(xiàn)在城市中，將會(huì)為城市節(jié)省大量的資金和能源。比如將各種閑置土地改造成太陽能發(fā)電廠，既不浪費(fèi)空間又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；隨著太陽能一體化建筑的增多，將會(huì)有很多家庭通過薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)用電的自給自足，從而擁有一個(gè)“家庭電廠”，使以消耗化石能源為主的傳統(tǒng)能源格局隨之發(fā)生根本性改變，太陽能垃圾箱讓生活更美。