光伏發(fā)電和節(jié)能技術(shù)

1、光伏發(fā)電和節(jié)能技術(shù)摘要： 節(jié)能技術(shù)是指采取先進(jìn)的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)HYPERLINK /view/1574682.htm節(jié)約能源的目的。具體可理解為，根據(jù)用能情況，能源類型分析能耗現(xiàn)狀，找出能源浪費(fèi)的節(jié)能空間，然后依此采取對應(yīng)的措施減少能源浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)約能源的目的。 HYPERLINK /view/357358.htm太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的HYPERLINK /view/21294.htm太陽能發(fā)電指的是HYPERLINK /view/766033.htm太陽能光伏發(fā)電，簡稱“光電”。光伏發(fā)電是利用HYPERLINK /view/19928.htm半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將H

2、YPERLINK /view/710222.htm光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是HYPERLINK /view/174609.htm太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過HYPERLINK /view/659543.htm串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的HYPERLINK /view/346275.htm太陽電池組件，再配合上HYPERLINK /view/44147.htm功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電 節(jié)能技術(shù)光伏發(fā)電的工作原理: 光伏發(fā)電是利用HYPERLINK /view/19928.htm半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技

3、術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的HYPERLINK /view/346275.htm太陽電池組件，再配合上HYPERLINK /view/44147.htm功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制，因?yàn)镠YPERLINK /view/1975628.htm陽光普照大地;光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無HYPERLINK /view/77735.htm噪聲、低污染、無需消耗HYPERLINK /view/810216.htm燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)周期短的優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池將太陽光能直

4、接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng) 發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器,下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源 無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和HYPERLINK /view/2514403.htm薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源等。 分類: 光伏發(fā)電分為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。1、離

5、網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。2、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)電站一般都是國家級電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大，目前還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是目前并網(wǎng)發(fā)電的主流。應(yīng)用領(lǐng)域: 一、用戶太陽能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原

6、、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等；（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；（3）光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。二、交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。三、通訊/通信領(lǐng)域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。 四、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等。 五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山

7、燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。 六、光伏電站：10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。 七、太陽能建筑將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。 八、其他領(lǐng)域包括：（1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；（3）海水淡化設(shè)備供電；（4）衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。 優(yōu)缺點(diǎn): 與常用的HYPERLINK /view/57396.htm火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：無枯竭危險(xiǎn)； 安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈

8、（HYPERLINK /view/2311718.htm無公害）；不受HYPERLINK /view/3821586.htm資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無電地區(qū)，以及地形復(fù)雜地區(qū)；無需消耗燃料和架設(shè)HYPERLINK /view/87408.htm輸電線路即可就地發(fā)電供電； 能源質(zhì)量高； 使用者從感情上容易接受； 建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。缺點(diǎn)：照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；獲得的能源同四季、HYPERLINK /view/366637.htm晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。發(fā)電成本高起源及發(fā)展: 早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光

9、照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生HYPERLINK /view/81246.htm電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡稱“HYPERLINK /view/4317.htm光伏效應(yīng)”。1 954年，HYPERLINK /view/2398.htm美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國HYPERLINK /view/37115.htm貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的HYPERLINK /view/3778141.htm單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。 20世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球HYPERLINK /view/25178.htm能源危機(jī)和大氣污染問題日益突

10、出，傳統(tǒng)的HYPERLINK /view/3877725.htm燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展，這之中太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的HYPERLINK /view/1566800.htm太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦時(shí)，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.61012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能

11、耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨(dú)特優(yōu)勢，20世紀(jì)80年代后，太陽能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴(kuò)大。 20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的HYPERLINK /view/8426.htm國家。1997年又提出“百萬屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動了新陽光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。

12、瑞士、法國、HYPERLINK /view/3784.htm意大利、西班牙、HYPERLINK /view/20509.htm芬蘭等國，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。 世界光伏組件在1990年2005年年平均增長率約15%。20世紀(jì)90年代后期，發(fā)展更加迅速，1999年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到200兆瓦。商品化電池效率從10%13%提高到13%15%，生產(chǎn)規(guī)模從15兆瓦/年發(fā)展到525兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴(kuò)大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。 2006年的光伏行業(yè)調(diào)查表明，到2010年，光伏產(chǎn)業(yè)的年發(fā)展速度將保持在30%以上。年銷售額將從200

13、4年的70億美金增加到2010年的300億美金。許多老牌的光伏制造公司也從原來的虧本轉(zhuǎn)為盈利。發(fā)展前景: 據(jù)預(yù)測，太陽能光伏發(fā)電在21世紀(jì)會占據(jù)世界HYPERLINK /view/3029909.htm能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分HYPERLINK /view/90494.htm常規(guī)能源，而且將成為世界HYPERLINK /view/90532.htm能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，HYPERLINK /view/9292.htm可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光

14、伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能HYPERLINK /view/2205415.htm光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在HYPERLINK /view/21312.htm能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。 在當(dāng)今油、碳等能源短缺的現(xiàn)狀下，各國都加緊了發(fā)展光伏的步伐。美國提出“太陽能先導(dǎo)計(jì)劃”意在降低太陽能光伏發(fā)電的成本，使其2015年達(dá)到商業(yè)化競爭的水平；日本也提出了在2020年達(dá)到28GW的HYPERLINK /view/11001.htm光伏發(fā)電總量；歐洲光伏協(xié)會提出了“setfor2020”規(guī)劃，規(guī)劃在2020年讓光伏發(fā)電做到商業(yè)化競爭。在發(fā)展低碳