2太阳能光伏发电技术.ppt

* 一、太阳能资源的特点 与常规能源相比，太阳能具有如下优点： （1）储量丰富 （2）维持长久 （3）分布广泛 （4）维护方便，运行成本低 （5）清洁，无污染 § 2.1.3太阳能资源的特点及其分布 * 二、太阳能的主要缺点： （1）能量的分散性（能量密度低） （2）能量的不稳定性 （3）能量的间歇性，不连续 § 2.1.3太阳能资源的特点及其分布 * § 2.1.3太阳能资源的特点及其分布 三、世界太阳能资源最丰富地区 太阳能资源的丰富程度一般以单位面积的全年总辐射量和全年日照总时数来表示。分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候状况有关。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大。 * 四、中国太阳能资源分布 我国的太阳能资源全年总辐射量分布如图所示。太阳能资源分布，西部高于东部，而且基本上是南部低于北部（除西藏、新疆以外）,与通常随纬度变化的规律变化的规律并不一致。 这主要是由大气云量以及山脉分布的影响造成的。 我国的太阳能全年总辐射量分布图 § 2.1.3太阳能资源的特点及其分布 * §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 太阳能发电方式中如果不通过热过程，则可利用“光伏发电”、“光感应发电”、“光化学发电”、“光生物发电”。 光伏效应，是指当光照在不均匀半导体或半导体与金属组合材料上，在不同的部位之间产生电位差的现象。 光伏效应是物质吸收光能产生电动势的现象，是太阳的光辐射能通过半导体物质转变为电能的过程。 §2.2 太阳能光伏发电 * §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 一、光伏发电发展历史： 1839 年，法国物理学家贝克勒尔发现光伏效应。 1950s，太阳能电池技术出现重大突破。 1954 年，诞生世界上第一个实用的太阳能电池。 1960 年，硅太阳能电池首次实现并网运行。 1975 年，非晶硅太阳能电池问世。 1978 年，美国建成100kWp 地面光伏电站。 * 2000 年，太阳能电池与建筑相结合的技术正式开始发展。 2004 年，光伏电池在全世界能源市场开始蓬勃发展，产业开始形成。 目前，光伏电池的功率级别非常丰富，大到100kW～10MW 的太阳能光伏电站，小到手表、计算器的电源。太阳能电池的转换效率也明显提高。 §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 * 根据Photon International 的统计数据，2011年全球光伏太阳电池产量达到了37.2GW。 二、世界光伏发电产业的发展状况 §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 * 光伏发电的小功率的应用已经比较普遍，而今正向大功率应用发展。 §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 * 三、我国光伏发电行业的发展状况 我国从20世纪50年代开始研制太阳能电池。 1971年，我国发射的第二颗人造卫星“实践1 号”上配备了多块单晶硅太阳电池板，在后面8 年的服役期内，太阳能电池功率衰减不到15％。 1994年，中科院电工所建造了许多小型户用光伏发电系统和100 千瓦独立光伏电站等。 2003年，中国成为世界上最大的庭园灯等光伏消费品生产国。 2007年，崇明岛兆瓦级光伏电站发电示范工程正式并网发电。 §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 * 截止到2007 年，中国电池产量约为1088MW，占世界总量的 29％，已经居世界首位。 2008 年我国太阳能光伏电池年产量2GW，占全球产量的30%以上，继续稳居世界第一。 但我国2008 年光伏电池安装量仅为40 MW，仅占全球总安装量的0.7%，中国目前虽然是光伏电池生产大国，但国内光伏电池应用的市场仍未启动，市场潜力十分巨大。 §2.2.1 光伏发电技术的发展历史 * §2.2.2 半导体与P-N结 一、半导体 半导体与其他材料的区别主要表现在电学性质上。太阳能电池是由半导体材料制造而成的。这种材料在低温下是绝缘体，但在有能量或热量输入时就成为了导体。目前，由于硅材料的技术最为成熟，大多数太阳能电池是用硅材料制造的。 在低温下，硅材料的共价键是完好的，显示出绝缘体的特性。但遇到高温的情况时，一些共价键就被破坏。此时有两种过程可以使硅材料导电： （1）电子从被破坏的共价键中释放出来自由运动。 （2）电子也能够从相邻的共价键中移动到由被破坏的共价键所产生的“空穴”里，而那个相邻的共价键便遭到破坏。如此就能使遭破坏的共价键或称空穴得以传播，如同这些空穴具有正电荷一般。 * §2.2.2 半导体与P-N结 二、半导体材料的电学特性能带模型解释 1.能带 能带理论研究固体中电子运动规律的一种近似理论。 固体由原子组成，原子又包括原子核和最外层电子，它们均处 于不断的运动状态。为使问题简化，首先假定固体中的原子核 固定不动，并按一定规律作周