太陽(yáng)能講解課件

第二章太陽(yáng)能（SolarEnergy）11.概論

2.太陽(yáng)集熱器

3.太陽(yáng)熱水器

4.太陽(yáng)灶

5.太陽(yáng)房

6.太陽(yáng)能干燥

7.太陽(yáng)能溫室

8.太陽(yáng)能制冷與空調(diào)

9.太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)

10.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

11.太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容提要2特點(diǎn)：能量密度低并高度分散壓；資源豐富可再生；清潔環(huán)保；部分能源具有間歇性和隨機(jī)性；利用技術(shù)難度大。2.1概論（Introduction）

基本含義：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生資源得到現(xiàn)代化開(kāi)發(fā)利用，用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源來(lái)不斷取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源。包括：太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮芎蜌淠艿?。?981年肯尼亞聯(lián)合國(guó)會(huì)議）2.1.1新能源與可再生能源1998年世界能源消費(fèi)構(gòu)成世界能源存量及可開(kāi)采年限石油1427億噸40年天然氣155.8E4億立方米61年煤炭9844.5億噸204年數(shù)據(jù)來(lái)源：BPStatisticalReviewofWorldEnergy,6200332.1概論（Introduction）

我國(guó)能源存量及可開(kāi)采年限石油1427億噸×3.4%20年天然氣155.8E4億立方米×1.3%49年煤炭9844.5億噸×58.8%115年世界能源人均占有量狀況世界人均占有量我國(guó)占比例石油26噸11%天然氣-4%煤炭208噸70%2.1.1新能源與可再生能源新能源和可再生能源是人類(lèi)社會(huì)未來(lái)能源的基石，使化石能源的替代能源。新能源和可再生能源清潔環(huán)保，是與地球的生態(tài)環(huán)境相和諧的。新能源和可再生能源是不發(fā)達(dá)國(guó)家約20億無(wú)電人口能源供應(yīng)的現(xiàn)實(shí)能源。意義：4太陽(yáng)常數(shù)：在地球大氣外面正對(duì)著太陽(yáng)的1m2面積上，每分鐘接受的太陽(yáng)的能量，1367W2.1概論（Introduction）2.1.2太陽(yáng)和太陽(yáng)能太陽(yáng)結(jié)構(gòu)：光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋酉喈?dāng)于全世界一年內(nèi)消耗的能源總量的0.015%，被用為燃料和食物的僅占0.002%太陽(yáng)輻射總能量3.75×1026W到達(dá)地球173×104億KW大氣吸收23%反射30%到地球47%，81×104億KW到達(dá)陸地17×104億KW太陽(yáng)的能量：5第一階段：1615-1900年，1615年的第一臺(tái)太陽(yáng)能抽水泵。價(jià)格昂貴第二階段：1901-1920年，世界將太陽(yáng)能作為研究的重點(diǎn)，主攻太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，最大輸出功率74KW第三階段：1921-1945年，太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)的低潮，化石燃料大規(guī)模應(yīng)用第四階段：1946-1965年，太陽(yáng)能基礎(chǔ)理論和材料的研究第五階段：1966-1973年，低潮，投資大，技術(shù)不成熟第六階段：1973-1980年，中東戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，石油價(jià)格上漲，太陽(yáng)能研究列入各國(guó)發(fā)展計(jì)劃第七階段：1981-1991年，潮落，石油價(jià)格回落，500KW電站20多座第八階段：1992-至今，化石能源的環(huán)境危害，光伏發(fā)電高度發(fā)展。2.1概論（Introduction）2.1.2太陽(yáng)和太陽(yáng)能太陽(yáng)能利用的歷史：6光熱利用：平板式集熱器，真空管式集熱器，聚焦型集熱器太陽(yáng)能發(fā)電：光-熱-電轉(zhuǎn)換，光-電轉(zhuǎn)換光化作用：將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，例如將水分解制氫光生物利用：光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，速生植物、油料作物、巨型海藻等。2.1概論（Introduction）2.1.2太陽(yáng)和太陽(yáng)能太陽(yáng)能利用方式：72.1概論（Introduction）2.1.3太陽(yáng)輻射度及特點(diǎn)描述太陽(yáng)能的常用單位：輻射通量：太陽(yáng)以輻射形式發(fā)射出的功率，亦稱(chēng)輻射功率，單位W輻照度：投射到單位面積上的輻射通量，單位W/m2曝輻射量：從單位面積上接收到的輻射能，單位J/m2太陽(yáng)常數(shù)：影響地球表面太陽(yáng)輻射能的因素：太陽(yáng)高度：入射角大氣質(zhì)量：把太陽(yáng)垂直照射地面時(shí)，光線所穿過(guò)的大氣路徑，為1大氣質(zhì)量大氣透明度地理緯度日照時(shí)間海拔高度82.1概論（Introduction）2.1.4我國(guó)太陽(yáng)能的分布我國(guó)太陽(yáng)能資源帶的年曝輻射量資源帶號(hào)資源帶分類(lèi)年曝輻射量/(MJ/m2)Ⅰ資源豐富帶≧6700Ⅱ資源較豐富5400-6700Ⅲ資源一般帶4200-5400Ⅳ資源缺乏帶<4200黑吉遼重慶新疆、內(nèi)蒙、甘肅、北京、云南河南、山西、兩湖、兩廣、福建、上海西藏太陽(yáng)能資源帶的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：9熱傳導(dǎo)：氣體中分子碰撞，絕緣體中分子震動(dòng)，導(dǎo)體中電子熱運(yùn)動(dòng)

Fourier熱傳導(dǎo)定律：熱傳導(dǎo)速率與溫度梯度及熱流通過(guò)的截面積成正比qk熱傳導(dǎo)率W，導(dǎo)熱系數(shù)W/(m.K)，A截面積m2，T溫度K，X熱流方向的距離m2.2太陽(yáng)集熱器2.2.1概論太陽(yáng)集熱器定義：吸收太陽(yáng)輻射并將產(chǎn)生的熱能傳遞到傳熱工質(zhì)的裝置。它是太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，太陽(yáng)熱水器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能干燥、太陽(yáng)能工業(yè)加熱、太陽(yáng)能熱發(fā)電太陽(yáng)能熱利用中的傳熱學(xué)基礎(chǔ)對(duì)流：在液體或氣體中流體微團(tuán)在空間改變自己的位置，實(shí)現(xiàn)熱能的傳遞

Newton冷卻定律：對(duì)流的換熱速率是跟表面與流體的溫度差以及與流體接觸的表面積成比例qc對(duì)流傳熱速率W，hc對(duì)流換熱系數(shù)W/(m2.K)，A與流體接觸的面積m2，Ts，Tf表面溫度和流體溫度K只能在氣體或液體中進(jìn)行10qR輻射射功功率率W，常數(shù)數(shù)5.6710-8W/m2.K4,發(fā)射射率率，，A表面面積積m2，T表面面溫溫度度鏡反射，，入射角等等于反射射角漫反射，物體表面均均，它對(duì)投射的太陽(yáng)輻射無(wú)差別的向所有方向反射鏡漫反射，既有鏡反射又有漫反射。2.2太陽(yáng)集熱器2.2.1概論太陽(yáng)能熱熱利用中中的傳熱熱學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)輻射：：物體的的部分分熱能能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡婋姶挪ú?輻射向向外發(fā)發(fā)射。。Stefan-Boltzmann定律：：物體的的輻射射功率率是跟跟物體體溫度度的4次方及及物體體的表表面積積成比比例反射的的類(lèi)型型：11按傳熱熱工質(zhì)質(zhì)分：：液體體和氣氣體集集熱器器按是否否聚光光：聚聚光型型和非非聚光光型按是否否跟蹤蹤太陽(yáng)陽(yáng)：跟跟蹤和和非跟跟蹤是否有有真空空：平平板型型和真真空管管按工作作溫度度：低低溫<100℃℃,中溫100-200℃，高溫溫>200℃℃2.2太陽(yáng)集熱器2.2.2太陽(yáng)集熱器的類(lèi)型2.2.3平板型型集熱熱器結(jié)構(gòu)示示意圖圖：234平板型型集熱熱器構(gòu)構(gòu)造示示意圖圖11-透明蓋蓋板，，2-吸熱板板，3-隔熱層層，4-外殼，，5-流體通通道5122.2太陽(yáng)集熱器2.2.3平板型集熱器吸熱板板的基基本類(lèi)類(lèi)型I）管板式II）扁盒式III）翼管式吸熱板板的類(lèi)類(lèi)型：：I）管板板式，，國(guó)內(nèi)外外使用用較普普遍II）扁盒盒式，，焊接難難度大大III）翼管管式，，材料用用量大大，工工藝較較復(fù)雜雜Ⅳ）蛇管管式，，流體阻阻力大大Ⅳ）蛇管管式13最大限限度地地吸收收太陽(yáng)陽(yáng)輻射射并能能將其其轉(zhuǎn)化化成熱熱能，，呈現(xiàn)現(xiàn)深色色。分分選擇擇性和和非選選擇性性吸收收涂層層。2.2太陽(yáng)集熱器2.2.3平板型集熱器吸熱板板上的的涂層層（關(guān)關(guān)鍵））：各種方法制備的選擇性吸收層的發(fā)射率

制備方法涂層材料舉例發(fā)射率噴涂方法硫化鉛、氧化鈷、氧化鐵、鐵錳銅氧化物0.3-0.5化學(xué)方法氧化銅、氧化鐵0.18-0.32電化學(xué)方法黑鉻、黑鎳、黑鈷、鋁陽(yáng)極氧化0.08-0.2真空蒸發(fā)方法黑鉻/鋁、硫化鉛/鋁0.05-0.12磁控濺射方法鋁-氮/鋁-氮-氧/鋁、鋁-碳-氧/鋁、不銹鋼-碳/鋁0.04-0.09平板型型集熱熱器的的缺點(diǎn)點(diǎn)：熱傳導(dǎo)導(dǎo)-底部和和側(cè)面面隔熱熱層對(duì)流傳傳熱-吸熱板板與透透明蓋蓋板之之間的的空氣氣輻射傳傳熱-吸熱板板與透透明蓋蓋板之之間；；透明明蓋板板與天天空之之間14熱管式式工質(zhì)質(zhì)熱容容小，，啟動(dòng)動(dòng)快，，干性性連接接，易易安裝裝全玻璃璃真空空管集集熱器器2.2太陽(yáng)集熱器2.2.4真空管太陽(yáng)集熱器將吸熱熱體與與透明明蓋板板之間間的空空間抽抽成真真空熱管式式真空空管集集熱器器1345621-內(nèi)玻璃璃管，，2-外玻璃璃管，，3-選擇性性吸收收涂層層，4-真空，，5-彈簧支支架，，6-消氣劑劑123845671-熱管冷冷凝段段，2-金屬封封蓋，，3-玻璃管管，4-金屬吸吸熱板板，5-熱管蒸蒸發(fā)段段，6-彈簧支支架，，7-蒸散型型消氣氣劑，，8-非蒸散散型消消氣劑劑152.2太陽(yáng)集熱器2.2.5太陽(yáng)池定義：：是一種鹽鹽的濃濃度隨隨深度度增加加而增增加的的鹽水水池，，更確確切地地說(shuō)，，是具具有鹽鹽度梯梯度的的水池池。由由于濃濃度較較大的的鹽水水密度度也較較大，，因此此只要要池內(nèi)內(nèi)鹽水水的濃濃度梯梯度足足夠大大，即即使在在下部部溫度度高于于上部部溫度度時(shí)，，池水水也不不會(huì)發(fā)發(fā)生對(duì)對(duì)流，，所以以太陽(yáng)陽(yáng)池也也稱(chēng)為為無(wú)對(duì)對(duì)流的的鹽水水池。。太陽(yáng)池的構(gòu)成上層對(duì)流區(qū)無(wú)對(duì)流區(qū)下層對(duì)流區(qū)太陽(yáng)池池可以以利用用自然然現(xiàn)象象，即即自然然界中中存在在的一一些具具有鹽鹽度梯梯度的的湖泊泊。是是一種種特殊殊形式式的自自然集集熱器器。162.2太陽(yáng)集熱器2.2.5太陽(yáng)池人工太太陽(yáng)池池的制制備方方法自下向向上分分層充充液的的方法法，先先充濃濃度大大的液液體，，再充充濃度度小的的液體體，即即越往往上其其溶液液濃度度越低低。先充濃濃度低低的溶溶液，，然后后從底底部注注入濃對(duì)于大型太陽(yáng)池，先理論計(jì)算需要鹽量，再將鹽一次倒入池中，并加以適量的淡水，用水泵攪動(dòng)池內(nèi)的水，將鹽溶解制成飽和溶液，在制備好的飽和溶液上方，再加淡水直到預(yù)定的太陽(yáng)池液面。此時(shí)太陽(yáng)池分為上、下兩層，如果由上、層同時(shí)抽水，經(jīng)過(guò)一個(gè)三通再?gòu)膬蓪又g注水入池，這樣，太陽(yáng)池就形成了三層。此后，可以在任何相鄰兩層之間重復(fù)這一過(guò)程，直到形成所需要的層數(shù)為止。維持池池內(nèi)鹽鹽度的的方法法：經(jīng)經(jīng)常向向池底底補(bǔ)充充鹽分分，同同時(shí)清清洗表表面等等。172.2太陽(yáng)集熱器2.2.5太陽(yáng)池太陽(yáng)池池的能能量利利用辦辦法：：在池底底布置置熱交交換器器，工工質(zhì)在在泵的的作用用下進(jìn)進(jìn)入熱熱交換換器，，從太太陽(yáng)池池底部部吸收收能量量，溫溫度提提高后后流出出。利用池池內(nèi)的的密度度梯度度實(shí)現(xiàn)現(xiàn)分層層流太陽(yáng)池池的應(yīng)應(yīng)用形形式，供暖暖、鹽鹽水淡淡化、、制鹽鹽及太太陽(yáng)能能熱發(fā)發(fā)電等等方面面。18根據(jù)集熱溫溫度和結(jié)構(gòu)構(gòu)：低溫集熱（（θ+10-20℃）；中溫集集熱（θ+20-40℃）；中高溫溫集熱（太陽(yáng)能熱水2.3太陽(yáng)熱水器2.3.1太陽(yáng)熱水器的類(lèi)型太陽(yáng)熱水器器由集熱器器、儲(chǔ)熱水水箱、循環(huán)環(huán)水泵、集熱器與儲(chǔ)儲(chǔ)水箱結(jié)合合方式：一體的為悶悶曬熱水器器；緊密結(jié)結(jié)合為整體體熱水器；；分離的為為分離熱水水器。根據(jù)集熱工工質(zhì)循環(huán)特特點(diǎn)：自然循環(huán)熱熱水器；強(qiáng)強(qiáng)迫循環(huán)熱熱水器；直直流熱水器器。根據(jù)工質(zhì)循環(huán)環(huán)次數(shù)：低一次循環(huán)熱熱水器（單回回路循環(huán)）；；二次循環(huán)熱熱水器（雙回回路循環(huán)）。。根據(jù)集熱溫度度的材料：金屬；玻璃；；塑料根據(jù)熱水使用用時(shí)間：季節(jié)性、全年年性、全天候候熱水器19太陽(yáng)熱水器的的儲(chǔ)熱水的量量在0.6t以下為家用太太陽(yáng)熱水器，，0.6t以上則為太陽(yáng)陽(yáng)熱水系統(tǒng)或或太陽(yáng)熱水工工程。2.3太陽(yáng)熱水器2.3.2家用太陽(yáng)熱水器1891年美國(guó)馬蘭里里州的肯普發(fā)發(fā)明第一臺(tái)太太陽(yáng)能熱水器器2.3.3太陽(yáng)熱水系統(tǒng)統(tǒng)悶曬式：特點(diǎn)是水在集集熱器中不流流動(dòng)，悶在其其中受熱升溫溫，故稱(chēng)悶曬曬式。這種熱熱水器結(jié)構(gòu)十十分簡(jiǎn)單，當(dāng)當(dāng)集熱器中的的水溫升高到到一定值時(shí)即即可放水使用用。直流式：直流式是由集集熱器、蓄熱熱水箱、補(bǔ)給給水箱和連接接管道組成的的開(kāi)式熱虹吸吸系統(tǒng)水箱供熱水管自來(lái)水管熱水管上升管下降管熱吸虹型直流流式熱水系統(tǒng)統(tǒng)熱虹吸型直流流式熱水系統(tǒng)統(tǒng)的補(bǔ)給水位位由浮球閥控控制，使之與與集熱器出口口熱水管（上上升管）的最最高位置一致致。202.3太陽(yáng)熱水器2.3.3太陽(yáng)熱水系統(tǒng)定溫放水型直直流式熱水系系統(tǒng)控制器蓄水箱電接點(diǎn)溫度計(jì)電動(dòng)變流量閥自來(lái)水管供水管集熱器的出口口裝有感溫元元件，通過(guò)控控制器操縱集集熱器入口管管路上的電磁磁閥或電動(dòng)閥閥，使出口水水溫能始終滿滿足使用要求求。21循環(huán)型熱水器器：循環(huán)型太陽(yáng)陽(yáng)能熱水器,自然循環(huán)型和和強(qiáng)迫循環(huán)型型2.3太陽(yáng)熱水器2.3.3太陽(yáng)熱水系統(tǒng)自然循環(huán)熱水系統(tǒng)a)帶補(bǔ)給水箱b)不帶補(bǔ)給水箱上循環(huán)管上循環(huán)管循環(huán)水箱下循環(huán)管下循環(huán)管補(bǔ)水管補(bǔ)水管溢水管補(bǔ)給水箱循環(huán)水箱22自然循環(huán)定溫放水系統(tǒng)蓄水箱循環(huán)水箱上循環(huán)管下循環(huán)管電磁閥供熱水管220V電源熱水管自來(lái)水補(bǔ)水箱電接點(diǎn)壓力溫度計(jì)繼電器2.3太陽(yáng)熱水器2.3.3太陽(yáng)熱水系統(tǒng)循環(huán)型熱水器器采用定溫放水水及小的循環(huán)環(huán)水箱加快了了熱水的循環(huán)環(huán)，提高了熱熱效率，并可可多產(chǎn)熱水。。另一方面用用水又需要一一定壓頭，使使蓄水箱的位位置高低受到到很大限制，，也限制了該該熱水系統(tǒng)的的使用232.４太陽(yáng)灶2.４.１概述太陽(yáng)灶是利用用太陽(yáng)輻射能能，通過(guò)聚光光、傳熱、儲(chǔ)儲(chǔ)熱等方式獲獲取能量，進(jìn)進(jìn)行烹飪食物物的一種方式式。一臺(tái)截光面積積為2m2的聚光太陽(yáng)灶灶，每年可以以節(jié)省約1t的農(nóng)作物秸稈稈。我國(guó)目前已經(jīng)經(jīng)推廣應(yīng)用的的太陽(yáng)灶有30萬(wàn)臺(tái)。2.４.１太陽(yáng)灶的性性能和結(jié)構(gòu)類(lèi)類(lèi)型具有一定的高高溫，耐候性性能，距離可可調(diào)性，與人人體保持一定定的距離。箱式太陽(yáng)灶：：食物蒸煮、、烘烤。聚光太陽(yáng)灶：：可獲得500℃左右的高溫綜合型太陽(yáng)灶灶：箱式和聚光型型的結(jié)合242.5太陽(yáng)房2.5.1概述利用太陽(yáng)能進(jìn)進(jìn)行采暖和空空調(diào)的環(huán)保型型生態(tài)建筑，，必須具有輔輔助熱源，包包括煤、氣、、油或電能。。2.5.2太陽(yáng)房的原理理和類(lèi)型基本上分為：：主動(dòng)太陽(yáng)房房、被動(dòng)太陽(yáng)陽(yáng)房和熱泵式式太陽(yáng)能采暖暖系統(tǒng)主動(dòng)式太陽(yáng)房房-是在建筑與結(jié)結(jié)構(gòu)按太陽(yáng)房房技術(shù)條例設(shè)設(shè)計(jì)與建造基基礎(chǔ)上通過(guò)集集熱器、貯熱熱器、管道、、風(fēng)機(jī)或水泵泵等設(shè)備來(lái)收收集、貯存及及輸配太陽(yáng)能能，向建筑供供暖。被動(dòng)太陽(yáng)房-是依靠建筑物物本身的合理理布局，通過(guò)過(guò)窗、墻、屋屋頂、地面及及設(shè)置的建筑筑結(jié)構(gòu)盡量多多地吸收和貯貯存太陽(yáng)能，，以自然的輻輻射、對(duì)流和和傳導(dǎo)方式傳傳熱，它無(wú)須須專(zhuān)門(mén)的集熱熱器、貯熱器器、管道、風(fēng)風(fēng)機(jī)或泵等設(shè)設(shè)備。252.5太陽(yáng)房2.5.2太陽(yáng)房的原理和類(lèi)型a.直接受益式:它是利用陽(yáng)光光直接透過(guò)大大面積的玻璃璃窗進(jìn)入室內(nèi)內(nèi)，照射到墻墻壁、地板及及家具上，使使其吸熱，受受熱體溫度升升高，然后通通過(guò)輻射與對(duì)對(duì)流等換熱方方式加熱室內(nèi)內(nèi)空氣與其他他未受太陽(yáng)輻輻射的墻、地地板與物體等等，提高其溫溫度，提供采采暖。被動(dòng)太陽(yáng)房的的類(lèi)型b.集熱墻式:由法國(guó)學(xué)者特特朗勃提出的的一種集熱取取暖方式，故故也稱(chēng)為特特朗勃墻式。。南面一層或或兩層玻璃板板后面為一道道重型結(jié)構(gòu)的的集熱墻，墻墻外表面涂有有黑色涂料，，上下開(kāi)通風(fēng)風(fēng)口，并設(shè)有有可開(kāi)閉的活活門(mén)。玻璃板板和集熱墻之之間留有10-20cm的間隙，當(dāng)陽(yáng)陽(yáng)光透過(guò)玻璃璃板照射在集集熱墻上時(shí)，，被墻吸收，，其外表面溫溫度升高，所所吸收的熱量量，一部分通通過(guò)玻璃板向向室外散失；；一部分加熱熱夾層中的空空氣，從而使使空氣與室室內(nèi)空氣的密密度不同，可可通過(guò)上下通通風(fēng)口形成自自然對(duì)流，由由上通風(fēng)口將將熱空氣送入入室內(nèi)，室內(nèi)內(nèi)的空氣由下下通風(fēng)口流入入夾層被加熱熱，如此循環(huán)環(huán)對(duì)流向室內(nèi)內(nèi)供暖；剩下下部分則通過(guò)過(guò)集熱墻體導(dǎo)導(dǎo)熱傳至墻內(nèi)內(nèi)壁，室內(nèi)空空氣通過(guò)與之之對(duì)流換熱提提高溫度。為為防止在陰雨雨天氣或晚間間無(wú)太陽(yáng)輻射射時(shí)夾層中的的空氣倒循環(huán)環(huán)，將上下通通風(fēng)口關(guān)閉。。262.5太陽(yáng)房2.5.2太陽(yáng)房的原理和類(lèi)型被動(dòng)太陽(yáng)房的的類(lèi)型c.附加陽(yáng)光間式式:在居室的南墻墻外建一玻璃璃罩著的陽(yáng)光光間。陽(yáng)光間間與室內(nèi)空空間由墻及窗窗隔開(kāi)。其供供暖方式是集集熱墻與直接接受益式的結(jié)結(jié)合，這種形形式的陽(yáng)光間間可以用來(lái)養(yǎng)養(yǎng)花或培植植植物，但玻璃璃表面積大散散熱損失大，，因而降低了了收集陽(yáng)光的的有效熱量。。d.屋頂集熱蓄熱熱式:將充滿水的黑黑色塑料袋放放在屋頂上。。在冬天白天天，太陽(yáng)輻射射把水加熱熱，由于其下下的屋頂不設(shè)設(shè)保溫層，熱熱量透過(guò)屋頂頂傳入室內(nèi)；；在晚上，用用保溫板遮蓋蓋塑料水袋，，以減少熱水水向室外環(huán)境境散熱。水的的熱容量很大大，可以儲(chǔ)存存較多的能量量，以滿足晚晚上室內(nèi)采暖暖的需要。e.自然對(duì)流回路路式:設(shè)計(jì)的構(gòu)思是是，設(shè)法增加加南墻的集熱熱面積，以便便提高室內(nèi)溫溫度。這種太太陽(yáng)房白天直直接依靠太陽(yáng)陽(yáng)輻射供暖，，多余的熱量量被熱容量大大的建筑物本本體（如墻、、天花板、地地基）及由碎碎石填充的蓄蓄熱槽吸收；；夜間通過(guò)自自然對(duì)流放熱熱使室內(nèi)保持持一定的溫度度，達(dá)到采暖暖的目的。2728熱泵技術(shù)-是反向使用的的制冷機(jī)，它它的熱能大部部分來(lái)自周?chē)鷩h(huán)境，只有有一少部分是是由電能轉(zhuǎn)變變而成，將低低溫環(huán)境的熱熱能轉(zhuǎn)移到溫溫度較高的環(huán)環(huán)境中。2.5太陽(yáng)房2.5.2太陽(yáng)房的原理和類(lèi)型1-壓縮機(jī)，2-蒸發(fā)器，3-熱輸入，4-節(jié)流閥，5-高壓液體，6-熱輸出，7-冷凝管12743561熱泵性能好壞衡量指標(biāo)標(biāo)：理想循環(huán)中，，此系數(shù)與溫溫度差成反比比：卡諾循環(huán)效率率例題：溫度從從10℃的熱源給40℃的冷源，則得得到的性能系系數(shù)為？（系系統(tǒng)各部件總總效率為0.5）消耗1kW的能量獲得5.74kW的能量292.5太陽(yáng)房2.5.3太陽(yáng)房評(píng)價(jià)指標(biāo)熱性能評(píng)價(jià)：：一般用用太陽(yáng)陽(yáng)能保證率(SHF)和太陽(yáng)房節(jié)能能率(SSF)等表示。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法法：償還年限是指指太陽(yáng)房采暖暖較常規(guī)采暖暖多投資的部部分，用每年年的經(jīng)濟(jì)效益益回收的年限限。A-太陽(yáng)房較對(duì)比比房增加的初初投資，元/m2B-太陽(yáng)房較對(duì)比比房每年節(jié)省省的費(fèi)用，元元/（m2.a）i-年利率。302.6太陽(yáng)能干燥2.6.1太陽(yáng)能干燥的基本原理使被干燥的物物料，或者直直接吸收太陽(yáng)陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為熱能，，或者通過(guò)太太陽(yáng)集熱器所所加熱的空氣氣進(jìn)行對(duì)流患患熱而獲得熱熱量，再經(jīng)過(guò)過(guò)物料表面與與物料內(nèi)部之之間的傳熱、、傳質(zhì)過(guò)程，，使物料中的的水分逐步汽汽化并擴(kuò)散到到空氣中去的的過(guò)程。水和物料的結(jié)結(jié)合方式游離水分：存在在物料的的空隙和表面面的水分。物化結(jié)合水：：以一定的物理理化學(xué)結(jié)合力力與物料結(jié)合合起來(lái)的水分分，包括無(wú)聊聊的吸附水、、結(jié)構(gòu)水分和和毛細(xì)管水分分?；瘜W(xué)結(jié)合水分分：按照一定的數(shù)數(shù)量或比例與與化合物結(jié)合合而生成帶結(jié)結(jié)晶水的化合合物中的水分分。常溫干燥燥較難除去，，需在高溫下下加熱才能夠夠除去。312.6太陽(yáng)能干燥2.6.2太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的分類(lèi)a.溫室型太陽(yáng)能干干燥系統(tǒng)物料主要靠吸吸收太陽(yáng)輻射射而被干燥，，傳熱方式主主要是輻射，，為了排濕，，需運(yùn)用自然然對(duì)流或風(fēng)機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣帶帶走濕氣，由由于溫室容積積較大，為使使物料上下層層干燥均勻，，采用雙流通通風(fēng)排濕系統(tǒng)統(tǒng)。b.對(duì)流式太陽(yáng)能能干燥系統(tǒng)由空氣集熱器器和干燥室組組成。利用集集熱器加熱空空氣，然后利利用自然對(duì)流流（常用于小小型系統(tǒng)）或或風(fēng)機(jī)將熱空空氣送入干燥燥室，對(duì)物料料進(jìn)行對(duì)流加加熱干燥。c.溫室與對(duì)流結(jié)合合型陽(yáng)光透過(guò)溫室室頂部玻璃蓋蓋板直射框架架上的物料，，使之受輻射射加熱干燥；；南墻外部有有空氣集熱器器，加熱的空空氣由風(fēng)機(jī)送送入干燥室底底部向上經(jīng)框框架上的物料料，進(jìn)行對(duì)流流加熱，吸濕濕后一部分從從后墻頂部煙煙囪排出，剩剩余部分可回回流再用。32332.7太陽(yáng)能溫室2.7.1太陽(yáng)能溫室定義溫室效應(yīng)：就是太陽(yáng)光透透過(guò)透明材料料進(jìn)入溫室內(nèi)內(nèi)部空間，使使進(jìn)入溫室的的太陽(yáng)輻射能能大于溫室向向周?chē)h(huán)境散散失的熱量，，這樣溫室內(nèi)內(nèi)的空氣、土土壤、植物的的溫度就會(huì)不不斷升高，這這種過(guò)程叫做做“溫室效應(yīng)應(yīng)”。太陽(yáng)能溫室：：就是根據(jù)溫室室效應(yīng)的原理理加以建造的的人工暖房，，以滿足植物物生長(zhǎng)對(duì)溫度度的要求。342.8太陽(yáng)能制冷與空調(diào)2.8.1概述太陽(yáng)能制冷是利用太陽(yáng)輻輻射熱作動(dòng)力力來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷冷裝置工作。。太陽(yáng)能空調(diào)的的優(yōu)點(diǎn)太陽(yáng)能空調(diào)主主要以吸收式式制冷為主，，使用LiBr為介質(zhì)，無(wú)臭臭、無(wú)毒、無(wú)無(wú)害，十分環(huán)環(huán)保吸收式制冷機(jī)機(jī)制使用功率率很小的屏蔽蔽泵，運(yùn)行安安靜、噪聲低低。同一套太陽(yáng)能能吸收式空調(diào)調(diào)系統(tǒng)，可以以夏季制冷、、冬季采暖和和其他季節(jié)提提供熱水等三三種功能，一一機(jī)多用，四四季常用由于越是太陽(yáng)陽(yáng)輻射強(qiáng)的時(shí)時(shí)候，越需要要制冷，其制制冷能力也越越強(qiáng)。太陽(yáng)能空調(diào)的的現(xiàn)階段局限限性太陽(yáng)能空調(diào)以以及集熱器的的造價(jià)高。自然條件下，，某些地區(qū)太太陽(yáng)能輻照密密度不高，使使集熱器采光光面積與空調(diào)調(diào)建筑面積的的配比受到限限制。已處在實(shí)用化化示范階段，，都是適合于于單位的中央央空調(diào)，小型型的制冷裝置置尚未完全開(kāi)開(kāi)發(fā)。35太陽(yáng)能制冷系系統(tǒng)的類(lèi)型2.8太陽(yáng)能制冷與空調(diào)2.8.1概述太陽(yáng)能吸收式式制冷太陽(yáng)能吸附式式制冷太陽(yáng)能除濕式式制冷太陽(yáng)能蒸汽壓壓縮機(jī)式制冷冷太陽(yáng)能蒸汽噴噴射式制冷吸收和吸附的的區(qū)別：一相互溶體系系，兩相。36間歇式太陽(yáng)能吸收式制冷蒸發(fā)器水冷凝器空氣冷卻器平板集熱器2.8.2太陽(yáng)能吸收式式制冷系統(tǒng)間歇式NH3制冷的工作原原理當(dāng)受太陽(yáng)照射射后，氨水中中的氨由于沸沸點(diǎn)低便首先先蒸發(fā)。隨著著蒸發(fā)不斷進(jìn)進(jìn)行，氨蒸汽汽壓力升高，，集熱器中的的氨水濃度愈愈來(lái)愈低，成成為稀氨水。。氨蒸汽通過(guò)過(guò)空氣冷卻器器和水冷卻器器冷凝為氨溶溶液。此時(shí)，，打開(kāi)閥門(mén)A，關(guān)閉閥門(mén)B、C，氨溶液流經(jīng)經(jīng)閥門(mén)A貯存在蒸發(fā)器器中，這就是是白天接受太太陽(yáng)能獲得氨氨溶液的過(guò)程程，稱(chēng)之為再再生過(guò)程集熱器將作為為散熱器使用用，由于向環(huán)環(huán)境散熱，器器內(nèi)溫度、壓壓力下降。這這時(shí)，關(guān)閉閥閥門(mén)A、C，打開(kāi)閥門(mén)B，蒸發(fā)器中的的氨溶液壓力力下降，氨溶溶液汽化吸熱熱，使蒸發(fā)器器內(nèi)溫度急劇劇下降，達(dá)到到制冷目的，，這就是制冷冷過(guò)程。優(yōu)缺點(diǎn)：制冷劑氨液中中常含有水，，使制冷劑不不純，降低了了制冷效率與與單位溶液的的制冷量；并并且氨有泄漏漏，要污染環(huán)環(huán)境，對(duì)人體體有害。但氨氨本身粘度低低，潛熱大，，導(dǎo)熱性能好好，是良好的的制冷劑，價(jià)價(jià)格便宜。372.8.2太陽(yáng)能吸收式式制冷系統(tǒng)連續(xù)式LiBr制冷的工作原原理集熱器吸收太太陽(yáng)能加熱其其中的水，作作為發(fā)生器中中加熱水—溴化鋰溶液的的熱源。水的的沸點(diǎn)比溴化化鋰的沸點(diǎn)（（12650C)低得多，水首首先變成水蒸蒸汽而上升到到冷凝器中，，被冷卻后成成為純水，進(jìn)進(jìn)入蒸發(fā)器。。然后由冷凝凝泵將蒸發(fā)器器底部的水抽抽到上部從噴噴水口噴出，，由于壓力降降低而汽化，，并吸收冷凍凍水的熱量使使冷凍水冷卻卻，以供房間間空調(diào)降溫用用。汽化的水水蒸汽再流入入吸收器，被被從發(fā)生器流流回的濃溴化化鋰水溶液噴噴淋所吸收，，成為稀的溴溴化鋰水溶液液，由溶液泵泵將其經(jīng)換熱熱器吸熱后送送入發(fā)生器，，完成一個(gè)制制冷循環(huán)，不不斷利用太陽(yáng)陽(yáng)能轉(zhuǎn)變的熱熱能，制取空空調(diào)用的冷凍凍水。優(yōu)缺點(diǎn)：若制冷溫度度5-100C，其其相相應(yīng)應(yīng)的的飽飽和和壓壓力力為為8.7-12.0hPa（百帕）），即達(dá)達(dá)到99%左右的真真空度，，因此系系統(tǒng)須在在高度真真空狀態(tài)態(tài)下工作作，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)運(yùn)行都要要求很高高；且制制冷溫度度不能再再低，必必須在00C以上，故故這種制制冷系統(tǒng)統(tǒng)只能用用于空調(diào)調(diào)，不能能用于冷冷凍，溶液對(duì)金金屬還有有強(qiáng)烈的的腐蝕性性。吸收器發(fā)生器蒸發(fā)器冷凝器集熱器換熱器連續(xù)式太陽(yáng)能水-溴化鋰吸收式制冷節(jié)流閥382.8.3太陽(yáng)能吸吸附式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)將太陽(yáng)集集熱器與與吸附式式制冷機(jī)機(jī)聯(lián)合使使用，吸吸附劑與與制冷劑劑可以有有不同的的選擇,例如：沸沸石-水，活性性炭-甲醇等輔助熱水水或冷卻卻水出口吸附集熱熱器閥1閥2冷凝器蒸發(fā)儲(chǔ)液液罐風(fēng)機(jī)盤(pán)管管冷媒水泵泵太陽(yáng)能吸吸附式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)工作原原理示意意圖可用于冰冰箱或冷冷藏柜，，較吸收收式制冷冷應(yīng)用廣廣一些392.8.4太陽(yáng)能除除濕式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)利用干燥燥劑（除除濕劑））來(lái)吸附附空氣中中的水蒸蒸氣以降降低空氣氣的濕度度進(jìn)而實(shí)實(shí)現(xiàn)降溫溫制冷的的。與傳統(tǒng)的的蒸汽壓壓縮式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)相比，，有如下下優(yōu)點(diǎn)：：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，，無(wú)復(fù)雜雜部件節(jié)電效果果好，電電能性能能系數(shù)很很高無(wú)需氟利利昂作為為制冷劑劑，環(huán)保保噪聲低，，空氣品品質(zhì)優(yōu)良良常壓下工工作402.8.5太陽(yáng)能蒸蒸汽壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)太陽(yáng)能蒸蒸汽壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)主主要由太陽(yáng)集熱熱器、蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)和蒸汽汽壓縮式式制冷機(jī)機(jī)等組成成。即常規(guī)的的蒸汽壓壓縮式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)中的壓壓縮機(jī)采采用太陽(yáng)陽(yáng)能熱機(jī)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)2.8.6太陽(yáng)能蒸蒸汽噴射射式制冷冷系統(tǒng)太陽(yáng)能蒸蒸汽噴射射式制冷冷系統(tǒng)主主要由蒸蒸汽噴射射器、冷冷凝器、、蒸發(fā)器器、泵等等組成。低沸點(diǎn)工工質(zhì)的高高壓蒸汽汽通過(guò)蒸蒸汽噴射射器的噴噴嘴，因因其流出出速度高高、壓力力低，就就吸引蒸蒸發(fā)器內(nèi)內(nèi)生成的的低壓蒸蒸氣，進(jìn)進(jìn)入混合合室。此此混合蒸蒸氣流經(jīng)經(jīng)擴(kuò)壓室室后，速速度降低低，壓力力增加，，然后進(jìn)進(jìn)入冷凝凝器被冷冷凝成液液體，液液態(tài)的低低沸點(diǎn)工工質(zhì)在蒸蒸發(fā)器內(nèi)內(nèi)蒸發(fā)，，吸收冷冷媒水的的熱量，，從而達(dá)達(dá)到制冷冷效果。。412.9太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)2.9.1太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)工作原理與火力發(fā)發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)的工作作原理基基本相同同，根本本區(qū)別是是熱源不不同，主主要以太太陽(yáng)能為為熱源。?；鹆Πl(fā)發(fā)電熱源源：煤炭炭、石油油、天然然氣等化化石燃料料?；鹆Πl(fā)電電：將煤煤炭、石石油和天天然氣等等燃料所所得到的的熱能變變換成機(jī)機(jī)械能，，再帶動(dòng)動(dòng)發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生電能能的發(fā)電電方式。太陽(yáng)能熱熱發(fā)電系系統(tǒng)的總總效率ηs為集熱器器效率ηc、熱機(jī)效效率ηm和發(fā)電機(jī)機(jī)效率ηe的乘積。。理想熱機(jī)機(jī)效率（（卡諾循循環(huán)）：：422.9.2太陽(yáng)能熱熱發(fā)電系系統(tǒng)的基基本類(lèi)型型槽式線聚聚焦系統(tǒng)統(tǒng)：利用槽形形拋物面面反射鏡鏡將太陽(yáng)陽(yáng)光聚焦焦到集熱熱器對(duì)傳傳熱工質(zhì)質(zhì)加熱塔式系統(tǒng)統(tǒng)：又稱(chēng)稱(chēng)集中型型系統(tǒng)，，在很大面面積的場(chǎng)場(chǎng)地上裝裝許多臺(tái)臺(tái)大型反反射鏡（（定日鏡鏡），把把太陽(yáng)光光集中到到一個(gè)高高塔頂部部的接收收器上。。碟式系統(tǒng)統(tǒng)：又稱(chēng)稱(chēng)盤(pán)式系系統(tǒng)，采用盤(pán)狀狀拋物面面鏡聚光光集熱器器。塔式太陽(yáng)陽(yáng)能熱發(fā)發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)示意圖圖。432.9.2太陽(yáng)能熱熱發(fā)電系系統(tǒng)的基基本類(lèi)型型太陽(yáng)能熱熱發(fā)電系系統(tǒng)歷史史20世紀(jì)90年代美國(guó)國(guó)能源部部認(rèn)為槽槽式電站站成本可可以降低低30%左右，已已可以步步入商業(yè)業(yè)化。目前，美美國(guó)已有有11座系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行，裝裝機(jī)容量量在36.5萬(wàn)卡瓦。。歐洲正在在研制，，100-200MW槽式和塔塔式系統(tǒng)統(tǒng)，開(kāi)發(fā)發(fā)1-5MW的碟式太太陽(yáng)能-燃油混合合系統(tǒng)。。日本、、法國(guó)、、以色列列、意大大利、西西班牙、、德國(guó)、、前蘇聯(lián)聯(lián)、澳大大利亞等等國(guó)已建建立實(shí)驗(yàn)驗(yàn)示范系系統(tǒng)。我國(guó)20世紀(jì)70年代，天天津大學(xué)學(xué)、中科科院電工工研究所所和上海海機(jī)械學(xué)學(xué)院進(jìn)行行了研究究，并在在天津和和上海分分別建了了1KW的塔式太太陽(yáng)能熱熱發(fā)電模模擬裝置置，80年代，將將碟式小小型裝置置列入863計(jì)劃。442.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.1概述通過(guò)太陽(yáng)陽(yáng)能電池池將太陽(yáng)陽(yáng)輻射能能轉(zhuǎn)化為為電能的的發(fā)電系系統(tǒng)，稱(chēng)稱(chēng)為太陽(yáng)陽(yáng)能電池池發(fā)電系系統(tǒng)（太陽(yáng)能光光伏發(fā)電電系統(tǒng)）2002年底，太太陽(yáng)能光光伏發(fā)電電系統(tǒng)的的總裝機(jī)機(jī)容量約約為2200MW，我國(guó)40MW左右，2002年世界太太陽(yáng)能電電池年產(chǎn)產(chǎn)量超過(guò)過(guò)559.3MW,較01年增長(zhǎng)33.94%。光伏發(fā)電電系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行方式式可分為為離網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行和聯(lián)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行行兩大類(lèi)類(lèi)。離網(wǎng)運(yùn)行行適用于于遠(yuǎn)離公公共電網(wǎng)網(wǎng)的偏遠(yuǎn)遠(yuǎn)地區(qū)和和無(wú)電地地區(qū)：偏僻農(nóng)村村、牧區(qū)區(qū)、海島島、高原原、沙漠漠的農(nóng)牧牧漁民等等；通信信中繼站站、沿海海與內(nèi)河河航標(biāo)、、輸油輸輸氣管道道陰極保保護(hù)、氣氣象電臺(tái)臺(tái)、公路路道班以以及邊防防哨所等等。聯(lián)網(wǎng)發(fā)電電：是光伏發(fā)發(fā)電的主主流趨勢(shì)勢(shì)，市場(chǎng)場(chǎng)廣闊，，前景誘誘人。第一個(gè)太太陽(yáng)電池池1954年產(chǎn)生于于美國(guó)貝貝爾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室，1958年被用作作“先鋒鋒1號(hào)”的電電源上了了天。這這種電池池使人造造衛(wèi)星的的電源可可安全工工作20年之久。。452.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電電池是光光伏發(fā)電電系統(tǒng)的的基礎(chǔ)和和核心！！1.太陽(yáng)能電電池及其其分類(lèi)它是利用用光生伏伏打效應(yīng)應(yīng)把光能能轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡娔艿牡钠骷?，，又叫光光伏器件件。光生伏打打效?yīng)：物質(zhì)吸吸收光能能產(chǎn)生電電動(dòng)勢(shì)的的現(xiàn)象，，在液體體和固體體物中都都會(huì)發(fā)生生，只在在固體中中有較高高的能量量轉(zhuǎn)換效效率。半導(dǎo)體10-8-10-6Ω?cm導(dǎo)體-----108-1020Ω?cm絕緣體-----10-5-107Ω?cm半導(dǎo)體特性：1.電阻率的的變化受受雜質(zhì)含含量的影影響極大大2.電阻率受受光和熱熱等外界界條件的的影響極極大例：硅中中參雜百百萬(wàn)分之之的硼，，電阻率率即從2.14×103Ω?cm減小到0.004Ω?cm鍺溫度從從200℃℃到300℃℃，電阻率率就降低低一半左左右。462.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池1.太陽(yáng)能電電池及其其分類(lèi)半導(dǎo)體分分類(lèi)：1.元素半導(dǎo)導(dǎo)體和化化合物半半導(dǎo)體（（化學(xué)成成分）2.本征半導(dǎo)導(dǎo)體和雜雜質(zhì)半導(dǎo)導(dǎo)體（是是否有雜雜質(zhì)）3.n型半導(dǎo)體體和p型半導(dǎo)體體（導(dǎo)電電類(lèi)型））4.磁性半導(dǎo)導(dǎo)體、壓壓電半導(dǎo)導(dǎo)體、鐵鐵電、有有機(jī)、玻玻璃、氣氣敏半導(dǎo)導(dǎo)體等太陽(yáng)能電電池分類(lèi)類(lèi)：1.同質(zhì)結(jié)、、異質(zhì)結(jié)結(jié)和肖特特基太陽(yáng)陽(yáng)能電池池（按結(jié)結(jié)構(gòu)分））由同一一種半半導(dǎo)體體材料料構(gòu)成成一個(gè)個(gè)或多多個(gè)p-n結(jié)的太太陽(yáng)能能電池池。由兩種種不同同禁帶帶寬度度的半半導(dǎo)體體材料料在相相接的的界面面上構(gòu)構(gòu)成一一個(gè)異異質(zhì)p-n結(jié)的太太陽(yáng)能能電池池。用金屬屬和半半導(dǎo)體體接觸觸組成成一個(gè)個(gè)“肖肖特基基勢(shì)壘壘”的的太陽(yáng)陽(yáng)能電電池，，也叫叫MS太陽(yáng)能能電池池，原原理為為金屬屬-半導(dǎo)體體接觸觸時(shí)在在一定定條件件下產(chǎn)產(chǎn)生正正整流流接觸觸的肖肖特基基效應(yīng)應(yīng)。2.硅太陽(yáng)陽(yáng)能電電池、、硫化化鎘和和砷化化鎵太太陽(yáng)能能電池池（按按材料料分））472.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池2.太陽(yáng)能能電池池的工工作原原理、、特性性及制制造方方法太陽(yáng)能能電池池工作作原理理太陽(yáng)能能電池池工作作原理理的基基礎(chǔ)是是半導(dǎo)導(dǎo)體p-n結(jié)的光光生伏伏打效效應(yīng)，，即物物體受受到光光照時(shí)時(shí)，物物體內(nèi)內(nèi)的電電荷分分布狀狀態(tài)發(fā)發(fā)生生變化化而產(chǎn)產(chǎn)生電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)和電電流的的一種種效應(yīng)應(yīng)。當(dāng)當(dāng)太陽(yáng)陽(yáng)光或或其他他光照照射半半導(dǎo)體體p-n結(jié)時(shí)，，就會(huì)會(huì)在p-n結(jié)的兩兩端出出現(xiàn)電電壓（（光生生電壓壓），，使p-n結(jié)短路路就會(huì)會(huì)產(chǎn)生生電流流。p型半導(dǎo)導(dǎo)體：：電子在在外界界的能能量激激發(fā)后后離開(kāi)開(kāi)原來(lái)來(lái)的固固定位位置，，形成成孔穴穴，在在此導(dǎo)導(dǎo)體中中摻入入可以以捕獲獲電子子的硼硼、鋁鋁、鎵鎵、銦銦等元元素，，即形形成了了空穴穴型半半導(dǎo)體體，即即p型。n型半導(dǎo)導(dǎo)體：：如果摻摻入能能放電電子的的磷、、砷或或銻等等雜質(zhì)質(zhì)元素素，則則形成成電子子型半半導(dǎo)體體，即即n型。p-n結(jié)：將兩種種半導(dǎo)導(dǎo)體結(jié)結(jié)合在在一起起，由由于電電子和和空穴穴的擴(kuò)擴(kuò)散，，在交交界面面處形形成p-n結(jié)。它它是晶晶體二二極管管的基基本結(jié)結(jié)構(gòu)，，是許許多半半導(dǎo)體體器件件的核核心。。48導(dǎo)帶(空)禁帶能隙(Eg)價(jià)帶(滿)導(dǎo)電電子空穴半導(dǎo)體體能帶帶模型型a)0K時(shí)的本本征絕絕緣體體或半半導(dǎo)體體b)T>0K時(shí)的本本征半半導(dǎo)體體2.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池能帶：在一個(gè)個(gè)孤立立的原原子中中，電電子只只能在在一些些特定定的軌軌道上上運(yùn)動(dòng)動(dòng)，不不同軌軌道的的電子子能量量不同同。所所以原原子中中的電電子只只能容容許取取一些些特定定的值值，每每個(gè)能能量稱(chēng)稱(chēng)為一一個(gè)能能級(jí)。。晶體體中原原子有有規(guī)則則排列列組成成的，，使各各原子子的相相同能能級(jí)相相互作作用，，略有有差別別，形形成能能帶。。原子的的外層層電子子在晶晶體中中處于于較高高的能能帶，，內(nèi)層層電子子處在在低能能帶中中，能能帶中中的電電子不不圍繞繞各自自的原原子核核做閉閉合軌軌道運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，而是是為各各原子子共有有，在在晶體體中運(yùn)運(yùn)動(dòng)。。概念介介紹492.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池載流子子：運(yùn)載電電流的的粒子子。導(dǎo)導(dǎo)體中中載流流子是是自由由電子子，半半導(dǎo)體體中的的載流流子一一種是是帶負(fù)負(fù)電的的電子子，一一種是是帶正正電的的空穴穴?？昭ǎ喊雽?dǎo)體體中的的一種種載流流子。。施主：凡參入入純凈凈半導(dǎo)導(dǎo)體中中的某某種雜雜志的的作用用是提提供導(dǎo)導(dǎo)電電電子的的，叫叫施主主雜質(zhì)質(zhì)，也也叫施施主。。例如如，對(duì)對(duì)硅而而言，，磷、、砷、、銻等等。受主：凡參入入純凈凈半導(dǎo)導(dǎo)體中中的某某種雜雜志的的作用用是接接受電電子的的，或或稱(chēng)提提供空空穴的的，叫叫受主主雜質(zhì)質(zhì)，也也叫受受主。。例如如，對(duì)對(duì)硅而而言，，硼、、鎵、、鋁等等。502.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池2.太陽(yáng)能能電池池的工工作原原理、、特性性及制制造方方法太陽(yáng)能能電池池的制制造方方法：：電池都都是由由P型半導(dǎo)導(dǎo)體和和N型半導(dǎo)導(dǎo)體相相接觸觸形成成P-N結(jié)而成成的。。P型區(qū)上上的接接點(diǎn)為為正極極，N型區(qū)上上的接接點(diǎn)為為負(fù)極極。在在硅片片底下下加金金屬底底板成成下電電極（（正極極）；；在硅硅片上上部設(shè)設(shè)有柵柵格形形線網(wǎng)網(wǎng)，并并用金金屬連連接形形成上上電極極（負(fù)負(fù)極））。柵柵線接接觸是是為了了降低低N型區(qū)的的串聯(lián)聯(lián)電阻阻。太陽(yáng)光N接點(diǎn)P接點(diǎn)負(fù)荷P型硅片N型硅片硅太陽(yáng)電池基本結(jié)構(gòu)硅太陽(yáng)陽(yáng)電池池單體體在最最佳負(fù)負(fù)荷狀狀態(tài)的的工作作電壓壓約為為0.4-0.5V。通常太太陽(yáng)能能電池池由多多個(gè)單單元電電池串串并聯(lián)聯(lián)，并并配有有蓄電電池和和保護(hù)護(hù)電路路。3.太陽(yáng)能能電池池的影影響因因素：：溫度越越高越越不利利；大大氣中中的粒粒子，，如電電子流流、質(zhì)質(zhì)子流流、射線和和X射線引引起電電性能能衰減減。512.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池4.太陽(yáng)能能電池池的評(píng)評(píng)價(jià)指指標(biāo)填充因因子FF:評(píng)價(jià)太太陽(yáng)能能電池池的輸輸出特特性Ump-負(fù)載電電壓，，Imp-負(fù)載電電流Uoc-開(kāi)路電電壓，，Isc-短路電電流太陽(yáng)能能電池池光電電轉(zhuǎn)化化效率率:太陽(yáng)能能電池池的最最大輸輸出功功率與與照射射到電電池上上的入入射光光的功功率之之比。。硅太陽(yáng)陽(yáng)能電電池的的理論論效率率上限限為33%,目前實(shí)實(shí)際單單晶硅硅太陽(yáng)陽(yáng)能電電池轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效效率一一般為為12%-20%。太陽(yáng)能能電池池的光光譜響響應(yīng):太陽(yáng)能能電池池在入入射光光中每每一種種波長(zhǎng)長(zhǎng)的光光能的的作用用下，，所收收集到到的光光電流流與相相對(duì)于于入射射到電電池表表面的的該波波長(zhǎng)光光子數(shù)數(shù)之比比，也也叫光光靈敏敏度。。522.10太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽(yáng)能電池5.太陽(yáng)能電電池的制制造方法法太陽(yáng)光N接點(diǎn)P接點(diǎn)負(fù)荷P型硅片N型硅片硅太陽(yáng)電池基本結(jié)構(gòu)單晶硅太太陽(yáng)能電電池的一一般制造造方法硅片的選擇:考