第2章 太阳能.ppt

第一节 概述 第二节 太阳能热能交换技术 第三节 太阳能光电转换技术 第四节 太阳能化学能转化技术 第五节 太阳能光伏系统 中国首座碟式斯特林光热电站在内蒙建成 瑞典能源技术公司Cleanergy在中国内蒙古鄂尔多斯成功完成首座碟式斯特林太阳能发电站的建设。 该电站由10套碟式斯特林太阳能发电机、园区管理系统、园区监控系统以及基于变频器的配电系统所组成。 与其它太阳能发电方案相比，Cleanergy 碟式斯特林方案的卓越性体现在其极高的太阳能电能转化率，几乎比常规的光伏发电技术的转化率高出一倍。同时，该技术采用空气冷却，在发电过程中没有水的消耗。 碟式斯特林方案可以保证日电力产出达到8 至10 小时，因此使得太阳能发电成本有望降低至接近化石燃料的发电成本。 太阳能吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。 1、脱附过程。 吸附床内充满了吸附剂，吸附有制冷剂，成混合态。工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，进入右边管道，在冷凝器中，制冷剂开始液化冷凝，最终制冷剂凝结在蒸发器中，脱附过程结束。 2、吸附过程。 冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，管道内压力降低。蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果，制冷剂达到吸附床，吸附过程结束。 平板型集热器 平板型集热器的吸热板除了向外辐射热量外，还会通过隔热层向外传导热量，也会通过玻璃盖板下的空气对流向外散发热量，这是其主要缺点。如果把外壳内抽成真空是可以解决向外发散热量的问题，但是外壳特别是玻璃板要能承受那么大的大气压力是相当困难的。球型与圆柱形能承受较大的压力，于是就有了圆管状真空管集热器。 早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。 1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了光电转换效率为4.5%的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。 太阳能的光电转换：是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，称为光伏效应。 太阳能电池：利用这种效应制成的一种发电器件，也叫光伏电池。 p型半导体：电子在外界的能量激发后离开原来的固定位置，形成孔穴，在此导体中掺入可以捕获电子的硼、铝、镓、铟等元素，即形成了空穴型半导体，即p型。 n型半导体：如果掺入能放电子的磷、砷或锑等杂质元素，则形成电子型半导体，即n型。 p-n结：将两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交界面处形成p-n结。它是晶体二极管的基本结构，是许多半导体器件的核心。 应用领域 （1）用户太阳能电源： （A）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（B）3-5kW家庭屋顶并网发电系统；（C）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。 （2） 交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 （3） 通讯/通信领域：广播/通讯/寻呼电源系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 （4）石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。 （5）家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、节能灯等。 （6）光伏电站：10kW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。 （7）太阳能建筑：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。 （8）其他领域包括： （A）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等； （B）海水淡化设备供电； （C）卫星、航天器、空间太阳能电站等。 人造卫星 光伏航标灯 民用：如手表、计算器等 据《世界能源统计回顾2011》数据显示： 2010年末，世界光伏电力装机容量达到39777MW。 欧洲是太阳能利用最多的地区，2010年末累计安装光伏29617MW，占世界光伏发电装机总容量的74.5%。 亚太地区光伏发电装机容量虽仅次于欧洲，但仅占世界总量的14.7%； 北美地区装机容量为2747.2MW，占世界份额为6.9%。 中国 我国光伏发电产业于20世纪70年代起步，经过30多年的努力已进入快速发展的新阶段。 1996年末光伏发电装机容量仅为1.0MW 1998年突破5MW 1999年突破10MW 2003年突破55MW 2007年突破100MW 2010年末达到893MW，占世界的份额从19