光women賴以生存的能源之一

劉 媛 （中國計量科學(xué)研究院）

光women賴以生存的能源之一

劉 媛 （中國計量科學(xué)研究院）

一、2015年世界計量日的主題

2015年世界計量日主題為“計量與光”，這個主題契合聯(lián)合國教科文組織倡導(dǎo)的“國際光學(xué)年”和“2015光學(xué)技術(shù)”活動，它強(qiáng)調(diào)了光在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮的關(guān)鍵作用以及光在我們的未來生活和可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)社會中的重要性。

測量技術(shù)在基于光技術(shù)的應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用，相應(yīng)的，光是許多前沿測量技術(shù)中最重要的新元素的核心。

國際法制計量局局長Stephen Patoray介紹說，今年的世界計量日主題與往年的主題有很多緊密關(guān)聯(lián)，比如：

辦公場所和道路燈光有利于我們的健康和安全（2006年及2012年主題）；

光在日常生活中至關(guān)重要（2013年主題）；

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的飛速發(fā)展，很多領(lǐng)域?qū)夂碗姷母嘈枨螅o地球能源帶來了挑戰(zhàn)（2014年主題）。

光是以波或者粒子或者有時兩者兼有的形式呈現(xiàn)的，這是相當(dāng)了不起的。當(dāng)然，作為計量工作者，我們把光作為可測量的物質(zhì)，同時我們也用它來進(jìn)行測量，這同樣也是相當(dāng)?shù)亓瞬黄稹?/p>

光速在真空中通常記為c，是一個常用的物理常數(shù)，在物理學(xué)的許多領(lǐng)域都具有重要意義。其定義的值是299 792 458 m/s，國際單位制（SI）中米的定義就是由這個常數(shù)得來的。距離、 速度、 溫度、食物和環(huán)境的成分及污染物，以上這些無論是常規(guī)測量還是法制計量，均可以利用光的不同形式來測定。

國際計量局局長Martin Milton指出：無論是能源的來源還是光子技術(shù)的基礎(chǔ)，亦或是我們生活中奇思妙想的源泉，光在我們的日常生活中都具有非常重要的地位和發(fā)揮重要作用。同時，計量也在基于光學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用中起到了至關(guān)重要的作用，例如：

新型高能效光源需要新的測量來量化效能，并對其產(chǎn)生的影響進(jìn)行測量；

太陽能光伏技術(shù)的開發(fā)，決定于對其工作效率和壽命測量得出的精確數(shù)據(jù)；

衛(wèi)星對太陽采用的直接測量是必不可少的，這可以加深我們對太陽輻照度以及其對氣候變化影響的了解。

二、光能源的作用及應(yīng)用

我們都知道，光是自然界生命存在必不可少的自然能源，自然界的絕大多數(shù)植物都是靠光合作用來生存和發(fā)展的，人類最初也是通過光來感知周圍世界。進(jìn)入21世紀(jì)，光的作用更加突出，光學(xué)的發(fā)展也從一門單一學(xué)科發(fā)展并滲透到其他各個領(lǐng)域的研究中。當(dāng)今信息時代進(jìn)入到了光纖通信時代，生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更多地應(yīng)用激光、光譜及熒光等，光探測顯微技術(shù)和紫外光源等也廣泛應(yīng)用到精密制造業(yè)中。社會發(fā)展對能源的需求也更加迫切，LED節(jié)能燈、太陽能光伏發(fā)電也都在為節(jié)約型社會的建設(shè)貢獻(xiàn)著力量。

隨著世界各國對能源問題的關(guān)注，太陽能作為清潔可再生能源的重要形式在全球范圍得到廣泛應(yīng)用。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》及《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》都明確指出培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中包括太陽能熱利用和光伏、光熱發(fā)電。

對于光伏新興產(chǎn)業(yè)，不同企業(yè)和機(jī)構(gòu)有其不同的訴求。對于光伏企業(yè)，其光伏組件參數(shù)和經(jīng)濟(jì)利益密切相關(guān)，因此參數(shù)數(shù)據(jù)的測量是光伏企業(yè)最重視的問題；國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點是光伏計量設(shè)備能否滿足國際標(biāo)準(zhǔn)，裝置能否維持高準(zhǔn)確度水平；計量和科研機(jī)構(gòu)重在研究和開發(fā)新產(chǎn)品，他們關(guān)注的是如何設(shè)計出準(zhǔn)確的校準(zhǔn)方法來解決新原理、新技術(shù)產(chǎn)品的計量問題，并能夠建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量體系以確保這些參數(shù)的溯源性和測量準(zhǔn)確性。

中國計量科學(xué)研究院光伏計量實驗室至今已建立與光伏相關(guān)的計量基標(biāo)準(zhǔn)1項，即光電探測器光譜響應(yīng)度計量工作基準(zhǔn)裝置，并通過CMC（校準(zhǔn)測量能力）國際同行評審。通過CNAS認(rèn)可能力有4項，其中依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)建立的太陽模擬器性能校準(zhǔn)能力達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平，除我國大陸地區(qū)以外，太陽模擬器性能校準(zhǔn)服務(wù)已覆蓋瑞士、德國、中國香港、中國臺灣等國家和地區(qū)。光伏實驗室致力于統(tǒng)一量值源頭和測量方法，提高測量能力，完善量值傳遞和溯源系統(tǒng)，參加各關(guān)鍵參數(shù)的國際比對，取得國際等效。另外針對基礎(chǔ)科研和學(xué)科發(fā)展的需求，將開展各種新型太陽電池的計量技術(shù)研究，提升太陽電池前沿研究的水平，促進(jìn)我國光伏事業(yè)的全面發(fā)展。

三、光能源的兩面性

光能源一方面為我們的生活提供了光明和色彩，但是相對應(yīng)的，光污染也成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢物污染之后的第五大污染，是21世紀(jì)直接影響人類健康的又一環(huán)境殺手。

光污染使人的視力下降、大腦中樞神經(jīng)受干擾，造成人對周圍事物的認(rèn)知錯誤；強(qiáng)光對人眼刺激可能造成駕駛員產(chǎn)生在黑暗中駕車錯覺而發(fā)生交通事故；人工白晝還會影響生物的生命周期，造成生物鐘紊亂；為了制造各種效果而過度地使用光源也會造成能源的不必要浪費，進(jìn)而造成能源危機(jī)。

任何事物都具有兩面性，要平衡其利弊地使用能源也是我們對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略良性實施的有效手段。

因此，計量工作者為光能源的測量提供量值溯源標(biāo)準(zhǔn)，為光能源的評價提供技術(shù)保障。這里還需要定期將光測量儀器送到法定計量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定，通過量值傳遞和溯源體系將量值溯源至國家基標(biāo)準(zhǔn)，確保測量儀器結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。