太阳能光伏原理及应用案例.ppt

太阳能光伏原理及应用 内容提要 一、利用可再生能源的意义 二、可再生能源（太阳能）的利用 三、并网光伏系统应用 四、总结 一、利用可再生能源的意义 1、能源危机悄然逼近 油气资源的供不应求成为我国经济发展的瓶颈 2004年,我国生产原油1.75亿吨,进口原油1.2亿吨,对外依存度达到45.7%。 我国的石油消耗在过去20年里以每年5%的速度增加，预计到2010年我国石油供需缺口将近1亿吨。 1、能源危机悄然逼近 电力供应同样不容乐观 　中国工业经济联合会提供的一份中国工业发展报告预测，到2020年，煤炭供需缺口可能超过约为3亿吨。 天然气用量迅速增长 　天然气消费在2004年也达到408亿立方米,年增长速度11.8%。 　 2、建筑的高能耗及环境污染 全球能量的50%消耗于建筑的建造与使用过程 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。其中80％民用商品能源是由煤炭提供的。 目前我国已建房屋有近400亿平方米属于高耗能建筑，新建房屋有95％以上是高耗能建筑 2、建筑的高能耗及环境污染 　2003年初，国务院发展研究中心关于建筑节能的调研报告称， “因建筑耗能高，仅北方采暖地区每年多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元；多排二氧化碳52万吨。” 2、建筑的高能耗及环境污染 大量燃煤、环境污染严重 　1995年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%，当年中国排放了30 亿吨CO2占当年全球排量的13.6%,仅次于美国。（其中建筑用能，对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25％。） 预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。 ３、我国建筑节能的不足 我国节能工作起步较晚 如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍;门窗透气性为3～6倍;总耗能是3～4倍。 　高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求． 二、太阳能的利用 1、太阳能光伏利用 太阳能利用的巨大潜力 　我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.4×1012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。 如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 1、太阳能光伏利用 太阳能的主要利用形式 　目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。 　光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种技术。 2、光伏利用的基本原理 基本原理 　太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。 　 2、光伏利用的基本原理 　以PN结为例，当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N区到P区的电流。　 2、光伏利用的基本原理 　然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。 ３、光伏建筑一体化 光伏建筑一体化 　光伏与建筑一体化（BIPV-Building Integration PV system）提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。 BIPV系统可以划分为光伏屋顶结构和光伏墙结构两种形式． ３、太阳能光伏利用 光伏与建筑的结合有两种方式： 　 1 建筑与光伏系统相结合：把封装好的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统。 ３、太阳能光伏利用 光伏与建筑的结合有两种方式： 2 建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。 ３、太阳能光伏利用 太阳能光伏发电系统有两种运行模式 : 　 1 独立供电方式：通过电池储能、与公共电网分路。 特点：发电与用电可以不同步。我国绝大多数太阳能光伏发电系统采用电池储能的“独立供电方式”。 ３、太阳能光伏利用 太阳能光伏发电系统有两种运行模式 : 　 2 并网供电方式：光伏发电系统所发出的直流电无论是否经过化学电池组，最终通过逆变器变换产生交流电，或者向公共电网输送电能，或者与公共电网同时端接输出到低压负载。 特点：当时发电当时使用，太阳能发出的电量直接与公共电网并接。 目前，美