[工程科技]于立军 太阳能.ppt

新能源发电技术 于 立 军 工学博士 副教授 ?上海交通大学 热能所 机械大楼 331房间 办公室：3420 6287 手机： 1390 188 2379 ljyu@sjtu.edu.cn 石油工业 第三章：太阳能发电 §3.1 太阳能概述 §3.2 有关太阳能辐射的基本知识 §3.3 太阳能集热器 §3.4 太阳能电池 §3.5 太阳能制氢 §3.6 太阳能电池发电的前景 §3.1 太阳能概述 太阳能是太阳辐射出的能量。在地球上，除了原子能以外，太阳能是其它各种能量（燃料能、风能、水能）的来源。 太阳是一个巨大的炽热的气体星球，它源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，这称为太阳辐射。太阳辐射仅有极微小的部分（约二十亿分之一）到达地球，是地球上最主要的能量源泉。太阳每分钟向地球输送的能量，大约相当于燃烧 4亿吨煤产生的热量。 太阳能的利用手段主要是光-热转换（太阳能热水器、太阳房）、光-电转换（单晶硅太阳能电池，理论效率28%）和太阳能-氢能系统。 §3.2 有关太阳能辐射的基本知识 3.2.1 太阳辐射通量和太阳常数 3.2.2 大气层外太阳辐射光谱 3.2.3 大气对太阳辐射的消弱作用 3.2.4 大气对地面的保温作用 3.2.5 太阳直接辐射通量 3.2.6 气温的日变化和年变化 §3.3 太阳能集热器 太阳能集热器 太阳能发展计划 3.3.1 平板型太阳集热器 3.3.2 全玻璃真空太阳集热管 3.3.3 聚焦型集热器 §3.4 太阳能电池 3.4.1 太阳能电池发电原理 3.4.2 太阳能电池的转换效率 3.4.3 种类丰富的太阳能电池 3.4.4 太阳能电池发电系统的构成 3.4.5 光波发电 优点 缺点 §3.5 太阳能制氢 利用太阳能制氢，以氢气作为载能体，大规模地收集利用太阳能，为人类提供了一个既能满足能源需求，又不污染环境的替代能源。 德国一座500kW的太阳能制氢试验厂目前已经投入试验运行。生产的氢气被用作锅炉和内燃机的燃料或者用于燃料电池的运行。在沙特阿拉伯也建成一个类似的350kW的太阳能制氢系统。 §3.6 太阳能电池发电的前景 为了进一步普及太阳能电池，今后在提高太阳能电池效率和降低成本的同时，提高辅助设备的性能、降低成本。并尽可能多样化，如建材一体化型太阳能电池模块的开发。 日本打算在2005年将太阳能电池的发电成本降至25日元/kWh，2010年将太阳能电池的发电成本降至20日元/kWh。从而走出一条成本降低?需求扩大?生产规模扩大?进一步降低成本的良性循环。 2008年奥运新能源建设 地热采暖及水源热泵：至2008年，全市共完成地热井160眼。建设奥运公园地热供暖工程，为奥运场馆提供地热采暖面积40万平方米。　　太阳能利用：大力推进太阳能利用，实施光伏发电示范工程，在奥运公园内实现光伏发电3MW，同时实现90%的生活热水由太阳能加热。建设奥运公园光电利用工程、奥运公园光热利用工程。　　风能发电：在北京周边地区现有及计划建设的风力发电厂装机容量约为5万kW，其能力基本达到奥运公园所需电力的20 %（申奥承诺），争取在举办奥运会期间向周边地区购买风力发电，同时积极探索在延庆建设风力发电厂的可行性。　　生物质能：提高农村用能品位，改善农村大气环境和水环境，实现农业废弃物资源综合利用。主要实施生物质气化集中供气系统工程和大型沼气能环工程。　　燃料电池汽车和电动汽车：研究和开发燃料电池汽车和电动汽车，以改善交通所造成的污染。 我国的太阳能资源 地球上的能流图（单位106MW） 地球绕太阳运行的示意图 太阳能 发电系统 太阳能 热水系统 大型太阳能 热水系统 3.2.1 太阳辐射通量和太阳常数 3.2.2 大气层外太阳辐射光谱 3.2.3 大气对太阳辐射的消弱作用 3.2.4 大气对地面的保温作用 3.2.5 太阳直接辐射通量 3.2.6 气温的日变化和年变化 气温年变化 太阳能集热器 一般家用生活热水负荷为25?30立升/日?人，对于四口之家，配备2m2的太阳能热水器就可以满足需求。此外，太阳能热水器水系统中的储能工质就是水本身，使系统大大简化。 收集太阳能进行光－热转换的第一步是把太阳能转