太陽能發(fā)電技術(shù)原理及應(yīng)用(全)

1、主要內(nèi)容一、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng) 二、太陽能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電裝置塔式熱力發(fā)電裝置碟式熱力發(fā)電裝置一、太陽能光伏發(fā)電 太陽能電池組 太陽能控制器 蓄電池 逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)組成：光伏發(fā)電系統(tǒng)組成：圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖半導(dǎo)體硅的光電效應(yīng) 光子穿透至PN結(jié)附近，能量被電子吸收。若光子能量大于電子的逸出功，電子擺脫束縛成為自由電子，同時產(chǎn)生一個帶正電的空穴。 PN結(jié)具有由N指向P的電場，電子向N運動，空穴向P運動。表面電極為負(fù)，背電極為正。當(dāng)與外負(fù)載連接時形成電流。圖2 光電效應(yīng)原理1.1 太陽能電池太陽能電池太陽能電池類型 單晶硅硅電池 多晶硅硅電池 非晶硅硅電池單晶硅電池圖

2、4 單晶硅太陽電池代表性生產(chǎn)廠家：代表性生產(chǎn)廠家：荷蘭荷蘭Shell Solar、西班牙、西班牙Iso- foton，印度，印度Microsol等廠家。等廠家。單晶硅太陽能電池板 2.多晶硅電池 多晶硅優(yōu)先考慮成本，其次是效率。 降低成本方法：（1）純化過程沒有完全去除雜質(zhì)；（2）快速結(jié)晶；（3）避免切片造成的浪費。 制造工藝不同導(dǎo)致結(jié)晶構(gòu)造不同，多晶硅的結(jié)晶顆粒較小，化學(xué)鍵不牢，存在許多懸浮鍵。 光電轉(zhuǎn)換效率下降，且效率會隨著時間衰減。多晶硅太陽能電池板 3.非晶硅電池 材料選用SiH4（四氫化硅），雖然該材料吸光效果和光導(dǎo)效果很好，但其結(jié)晶構(gòu)造比多晶硅還差。 非晶硅電池最大優(yōu)點成本低，缺點

3、是效率低且隨時間衰減。 廣泛使用小功率市場，在發(fā)電市場不具競爭力。非晶硅太陽能電池板光伏電池等效電路主要內(nèi)容一、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)二、太陽能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電系統(tǒng)塔式熱力發(fā)電系統(tǒng)碟式熱力發(fā)電系統(tǒng)2.2 離網(wǎng)光伏系統(tǒng) 太陽能電池發(fā)電，蓄電池貯能，獨立為負(fù)載供電，不聯(lián)接公網(wǎng)。 廣泛應(yīng)用于太陽能建筑、微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路等。也可用于無電山區(qū)、村莊、海島。 直流供電系統(tǒng)控制器作用： 控制蓄電池組的放電、充電過程，防止過沖和過放； 最優(yōu)化能量管理（最佳工作點跟蹤、溫度補償?shù)龋?光伏系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示； 光伏系統(tǒng)信息存儲等。圖5 直流供電系統(tǒng)交直流供電系統(tǒng) 圖6 交

4、直流供電系統(tǒng)應(yīng)用實例太陽能路燈太陽能廣告牌太陽能交通燈太陽能車站太陽能電話機太陽能拖車太陽能快艇太陽能飛機國內(nèi)外光伏電站應(yīng)用實例國內(nèi)最大的光伏電站？國內(nèi)最大的光伏電站？徐州光伏電站徐州光伏電站徐州光伏電站德國巴伐利亞太陽公園6.3MW太陽能發(fā)電站 美國Tucson地區(qū)4.59MW太陽能電站 深圳園博會屋頂太陽能電源主要內(nèi)容一、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)二、太陽能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電系統(tǒng)塔式熱力發(fā)電系統(tǒng)碟式熱力發(fā)電系統(tǒng)二、太陽能熱力發(fā)電 太陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能并通過熱力循環(huán)過程進行發(fā)電，是太陽能熱利用的重要方面。目前主要熱力目前主要熱力發(fā)電裝置：發(fā)電裝置：槽式槽

5、式塔式塔式碟（盤）式碟（盤）式2.1 槽式太陽能熱電系統(tǒng) 拋物柱面槽式反射器將陽光聚焦到管狀的接收器上，將管內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱，產(chǎn)生高溫水蒸氣，推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。圖9 槽式太陽能熱電系統(tǒng)原理圖槽式太陽能熱電廠 產(chǎn)能產(chǎn)能64兆瓦，可為兆瓦，可為14000個家庭提供足個家庭提供足夠的電能。夠的電能。 由西班牙阿希奧由西班牙阿希奧納集團負(fù)責(zé)建造，占納集團負(fù)責(zé)建造，占地面積地面積250英畝，擁英畝，擁有有18.2萬塊凹面鏡。萬塊凹面鏡。 圖10 “內(nèi)華達(dá)太陽能一號”槽式太陽能熱電廠，位于美國內(nèi)華達(dá)州柏德市。槽式太陽能熱電廠圖11 加利福尼亞州KramerJunctionSEGSIII太陽能熱發(fā)電項目

6、2.2 塔式太陽能熱電系統(tǒng) 塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的基本型式是利用一組獨立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光聚焦到一個固定在塔頂部的接收器上，用以產(chǎn)生高溫，進而產(chǎn)生水蒸氣或高溫氣體，推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。圖12 塔式太陽能熱電系統(tǒng)原理塔式太陽能熱電廠塔式太陽能熱電廠 2009年4月，西班牙在安達(dá)盧西亞（Andalucian）沙漠中建成當(dāng)時全球最大太陽能電站。2.3 碟（盤）式太陽能熱電系統(tǒng) 碟式系統(tǒng)由許多鏡子組成的拋物面反射鏡組成，接收器在拋物面的焦點上，通過加熱接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)，驅(qū)動電機發(fā)電。圖14 碟式太陽能熱電系統(tǒng)原理碟式太陽能熱電裝置太陽能發(fā)電優(yōu)勢太陽能發(fā)電優(yōu)勢 太陽能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽輻射能，足夠目前全球能源需求的1萬倍，只要在全球4%的沙漠安裝太陽能就可以滿足全球需要， 安全可靠，不受能源危機和燃料市場不穩(wěn)定的沖擊 太陽能處處可得到，不必遠(yuǎn)距離運輸，避免長距離輸電線路的損