新能源发电技术课件02太阳能.pptVIP

* 塔式太阳能热发电系统 一般是在空旷平地上建立高塔，高塔顶上安装接收器；以高塔为中心，在周围地面上布置大量的太阳能反射镜群（能够自动跟踪阳光的定日镜群）；定日镜群把阳光积聚到接收器上，加热工质，产生高温高压蒸汽推动汽轮机发电。 塔式系统聚光比高，易于实现较高的工作温度，系统容量大、效率高，因而适用于大规模太阳能热发电系统。 最早的和最大的太阳能热电站，都是塔式太阳能热电站。 §2.3.3 太阳能热发电系统的基本类型 * 世界之最：最大的太阳能光热电站。 拜阿联酋迪拜马克图姆太阳能园区第四期950MW发电项目工程为全球最大的太阳能光热光伏混合发电项目。该项目原为700MW光热发电项目，后增加250MW光伏机组。目前，项目构成由原“光热”电站变为“光热+光伏”混合电站。对于整个项目的发电贡献，3*200MW槽式光热电站将贡献74%的电力输出，100MW塔式光热电站占比14%，250MW光伏电站占比12%。 该电站采用全球领先的“塔式+槽式”集中式光热发电技术，配置包括1套100兆瓦塔式熔盐储热发电机组和3套200兆瓦瓦槽式熔盐储热发电机组，每台机组均配置15小时的储热系统，项目合计发电容量达700兆瓦，是目前全球规模最大光热电站项目。该项目的成功开发标志着光热发电技术进入到新的发展阶段，是清洁能源领域的又一里程碑。整个项目计划在2021-2022年全部完工。 塔式太阳能热发电系统 §2.3.3 太阳能热发电系统的基本类型 * 受聚光集热装置的尺寸限制，碟式太阳能热发电系统的功率较小，更适用于分布式能源系统。 其光学效率高，启动损失小，效率高达29%，在三类系统中位居首位。今后的研究方向主要是提高系统的稳定性和降低系统发电成本两个方面。 2003 年中国科学院电工研究所在北京通县的太阳能聚光热发电试验成果，这是我国首次采用碟式太阳能聚光技术进行的太阳能热发电。 碟式太阳能热发电系统 §2.3.3 太阳能热发电系统的基本类型 * 由许多反射镜组成一个大型抛物面，类似大型的抛物面雷达天线，聚光比可达数百倍到数千倍； 在该抛物面的焦点上安放热能接收器，利用反射镜把入射的太阳光聚集到热能接收器所在的很小的面积上，收集的热能将接收器内的传热工质加热到很高温度（例如750℃左右），驱动发动机进行发电。 碟式太阳能热发电系统 §2.3.3 太阳能热发电系统的基本类型 * §2.3.3 太阳能热发电系统的基本类型 * §2.4.1 光伏效应与光伏材料 当光照在不均匀半导体或半导体与金属组合材料上，会在不同的部位之间产生电位差。 1839 年，法国物理学家贝克勒尔意外地发现：将两片金属浸入电解质溶液所构成的伏打电池，在受到阳光照射时电压会突然升高。他在当年发表的论文中称为“光生伏打效应”。1876 年，亚当斯等人又在金属和硒片上发现固态光伏效应。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。 除了硅以外，可用的光伏材料还有：砷化镓、磷化铟等Ⅲ-Ⅴ族化合物，硫化镉等Ⅱ-Ⅵ族化合物，铜铟硒等多元化合物，以及某些功能高分子材料和研制中的纳米晶体材料。 §2.4 太阳能光伏发电 * 典型的单体硅光伏电池，结构如图所示 1—上电极；2—减反射膜及盖板；3—扩散顶区； 4—基体或衬底；5—下电极或称底电极 §2.4.2 光伏电池 * 光伏电池，是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的器件。由很多单体光伏电池构成的。单体光伏电池是指具有正、负电极，并能把光能转换成电能的最小光伏电池单元。 (a) 半导体晶片 (b) 空穴向P 型半导体区移动， 电子向N 型半导体区移动 (c) 电子从N 区负电极流出负电，空穴从P 区正电极流出正电 §2.4.2 光伏电池 * 按电池的结构（主要是P-N结的特点），有同质结光伏电池、异质结光伏电池、肖特基结光伏电池、薄膜光伏电池、叠层光伏电池和湿式光伏电池。 薄膜电池指利用薄膜技术将很薄的半导体光电材料铺在非半导体的衬底上而构成的光伏电池。这种电池可大大地减少半导体材料的消耗（薄膜厚度以μm 计），从而大大地降低了光伏电池的成本。可用于构成薄膜光伏电池的材料有很多种，主要包括多晶硅、非晶硅、碲化镉以及CIS 等，其中以多晶硅薄膜光伏电池性能较优。 非晶硅薄膜电池 §2.4.2 光伏电池 * 一般由太阳能电池方阵、储能蓄电池、保护和控制系统、逆变器等设备组成。 （1）光伏电池方阵 实现光电转换的最小单元是单体光伏电池。 在实际应用时，常常要根据功率需要，串联、并联组织起来，并封装在透明的外壳内，组成一个可以单独作为电源使用的最小单元，即光伏电池组件。 光伏电池组件，一般由36 个单体电池组成，可产生12～l6V 的电压，功率从零点几瓦到几百瓦。 还可把多个电池组件再串、并联起来并