太阳能光热应用2016年课件.ppt

可再生能源第四章太阳能 主讲教师：李昂 物理教研室 §4.1 概述 §4.2 太阳能的光热利用 §4.3 太阳能热发电系统 §4.4 太阳能光伏发电 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 图7-1 三、碟式太阳能热发电系统 太阳能碟式发电也称盘式系统。主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。 理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电 光伏发电系统无处不在。 一、光生伏打效应 太阳能电池实际上是由若干个p-n结构成。 当太阳光照射到p-n结时,一部分被反射,其余部分被p-n结吸收, 被吸收的辐射能有一部分变成热, 另一部分以光子的形式与组成p-n结的原子价电子碰撞,在n区和p区之间的薄层产生光生电动势, 这种现象称为光生伏打效应。 一、光生伏打效应 太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。 目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 单晶硅电池组件效率：15%-17% 多晶硅电池组件效率：13-15% 双结非晶硅薄膜电池效率：5-8% 碲化镉（CdTe）薄膜电池效率：7-9% 铜铟硒（CIS）薄膜电池效率：8-14% 二、光伏发电系统 光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。 二、光伏发电系统 太阳能电池方阵 在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，由于光生伏特效应，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能。 二、光伏发电系统 蓄电池组 贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。 充放电控制器 是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。 二、光伏发电系统 逆变器 是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。 二、光伏发电系统 太阳跟踪控制系统 由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。目前世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数。 三、光伏发电产品应用 光伏消费品 主要包括太阳能庭院灯、草坪灯、信号灯、太阳能计算器、玩具等。由于光伏消费品的生产属于劳动密集型产业，技术和资金门槛低，大量工厂出现在东南沿海地区。我国已成为世界上最大的光伏消费品生产国。 三、光伏发电产品应用 三、光伏发电产品应用 独立光伏系统 包括用户独立光伏系统和集中独立光伏系统，如农村独立电站、用户光伏系统（43%）、通信及工业应用等（36%）。 三、光伏发电产品应用 并网系统及与建筑结合的光伏系统（BIPV） 国际上光伏发电系统主要为并网或BIPV，而我国这方面还远远落后，BIPV仅有少量示范。 四、我国光伏产业的发展 我国太阳能发电产业的应用空间非常广阔 第一，我国有荒漠面积10