太阳能热发电原理ppt课件
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太阳能光热发电ppt课件
28
.
全球CSP 电站规模及各种技术类型 所占比例
29
.
抛物面槽式CSP 电站成本下降路径
30
.
带7小时储热容量的50MW槽式CSP 电站的建设成本结构
31
至2050 年全球CSP 发电量趋. 势展望 （TWh/年）
32
至2050
年全球CSP
.
电站累计装机容
量预测（单位：GW）
33
.
全球直射阳光资源分布情况
• 有望真正替代火电：CSP电站的光热发电特性使以热量的形式进行储能成为可能。以大 规模的融盐储能装置，配合一定比例的后备化石燃料供应，形成所谓的混合动力CSP电 站，将是未来大型CSP电站的发展趋势。这样的配置，使CSP电站能够实现24小时持续 供电和输出功率高度可调节的特性，使其具备了作为基础支撑电源与传统火电厂竞争 的潜力。
• 塔式：待规模化以后，定日镜等用量较大的组件将有比较大的成本下降空间；另外， 由于管道结构相对槽式系统要简单得多，对其进行融盐化导热介质改造的难度也较低 。
• 碟式：从技术的角度看，抛物面碟式CSP系统优势明显：高效率和模块化部署的特点使 该技术有足够的理由被看好，实现大规模生产后，如果零部件供应链的配套能够及时 跟上，成本也有明显的下降空间。同时斯特林发动机并非抛物面碟式CSP系统唯一的能 量转换解决方案，目前有些碟式系统开发商也正研究采用微型蒸汽轮机作为热电转换 单元，同样能够发挥碟式系统高聚光效率的优势。模块化部署能力是除碟式系统外的 另三种技术路线所不具备的，因此碟式CSP系统是唯一具有“大小通吃”能力的CSP技 术，然而由于其本身没有任何储热能力，因此百兆瓦级大型电站的运行效率和经济性 仍有待观察。
34
中国年平均太阳法向直射辐射. DNI
太阳能的利用-PPT全文课件
8．如今，我国的传统节日已基本失却 了早先 的信仰 内核， 但许多 传统节 俗活动 仍存活 在民众 的生活 中，在 传承中 发展变 化，从 内容到 形式都 更加丰 富多样 。
•
9．人们借助历史上留存下来的汉代画 像石可 以对汉 代社会 ，甚至 对先秦 文化也 有所了 解，可 以直观 感受伏 羲女娲 的神话 传说和 荆轲刺 秦王的 历史故 事。
②光—电转换。其基本原理 是利用光生伏打效应将太阳辐射 能直接转换为电能，它的基本装 置是太阳能电池。
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生 热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外， 建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合 适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放 太阳热力的建筑材料。
10．作为中国绘画重要画科的山水画 ，东晋 已经产 生，在 南朝和 隋唐得 到较快 发展， 五代和 宋代则 迎来了 其发展 的黄金 期，其 后山水 画又进 一步得 到发展 。
•
11.今天我们提倡的创新，并不是要抛 开先哲 时贤的 成果另 起炉灶 ，而是 要站在 前辈的 肩膀上 一步一 个脚印 地前进 ，并努 力超越 前人。
太阳能的利用
地球上几乎所有的能量都来自太阳。
太阳能广泛的应用
太阳能发电
未来太阳能的大规模利用是 用来发电。利用太阳能发电的方 式有多种。目前已实用的主要有 以下两种。
①光—热—电转换。即利用 太阳辐射所产生的热能发电。一 般是用太阳能集热器将所吸收的 热能转换为工质的蒸汽，然后由 蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。 前一过程为光—热转换，后一过 程为热—电转换。
沃尔沃推出太阳能概念车
太阳能路灯
太阳能草坪灯
太阳能手机
太阳能手电筒
太阳能ppt课件高品质版
今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年 前地球接收的太阳能。
三、太阳能的利用
直接利用太阳能的方式主要有两种。
1．光热转化 用集热器收集阳光中
的能量来加热水等物质。 实现了把太阳能转化为内 能。太源自能内能集热器的原理
水箱
太阳光
热水
冷水
集热器
三、太阳能的利用
2．光电转化
太阳能电池可以将 太阳能转变为电能；
动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光 发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人 类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的 能源？
一、太阳——巨大的核能火炉
太阳距地球1.5 亿千米，直径大约 是地球的110倍， 体积是地球的130 万倍，质量是地球 的33万倍，核心温 度高达1 500万摄氏 度。
右图为世界上最大 的太阳能发电厂之一的 帕赛尔工厂。
坐落在美国加州的 赛尔帕工厂有52 000 块 电池板，覆盖面积约为 36 万平方米 ，这些电池 板能容纳将近四百万块 太阳能电池。
在一个阳光明媚日 子的正午时分，它的产 电能力可以达到11 兆瓦， 足以为8 000个家庭供电。 每年减少二氧化碳的排 放1.3 万吨。
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在 这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分 能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。
化石能源的形成 远古时期的植物通过光合
作用将太阳能转化为生物体内 的化学能。
经过地壳的不断运动，死 后的动植物躯体埋在地下和海 底。
经过几百万年的复杂变化， 变成了煤、石油、天然气。
在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放 出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸， 太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
三、太阳能的利用
直接利用太阳能的方式主要有两种。
1．光热转化 用集热器收集阳光中
的能量来加热水等物质。 实现了把太阳能转化为内 能。太源自能内能集热器的原理
水箱
太阳光
热水
冷水
集热器
三、太阳能的利用
2．光电转化
太阳能电池可以将 太阳能转变为电能；
动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光 发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人 类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的 能源？
一、太阳——巨大的核能火炉
太阳距地球1.5 亿千米，直径大约 是地球的110倍， 体积是地球的130 万倍，质量是地球 的33万倍，核心温 度高达1 500万摄氏 度。
右图为世界上最大 的太阳能发电厂之一的 帕赛尔工厂。
坐落在美国加州的 赛尔帕工厂有52 000 块 电池板，覆盖面积约为 36 万平方米 ，这些电池 板能容纳将近四百万块 太阳能电池。
在一个阳光明媚日 子的正午时分，它的产 电能力可以达到11 兆瓦， 足以为8 000个家庭供电。 每年减少二氧化碳的排 放1.3 万吨。
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在 这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分 能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。
化石能源的形成 远古时期的植物通过光合
作用将太阳能转化为生物体内 的化学能。
经过地壳的不断运动，死 后的动植物躯体埋在地下和海 底。
经过几百万年的复杂变化， 变成了煤、石油、天然气。
在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放 出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸， 太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
太阳能发电ppt课件
存在的能源，是直接来自自然界而未经人们加工转换的 能源。煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能、生 物质能、海洋能、地热能等都是一次能源。一次能源在 未被人类开发以前，处于自然赋存状态时，叫做能源资 源。世界各国的能源产量和消费量，一般均指一次能源
而言。为了便于比较和计算，习惯上把各种一次能源均 折合为“标准煤”或“油当量”，作为各种能源的统一 计量单位。
§1
第一章 概 述
序号 利用方式
内容
直接光发电：光伏发电、光偶极子发电
1
太阳能发电
间接光发电：光热动力发电、光热离子发电、热光 伏发电、光热温差发电、光化学发电、光生物电池(叶
绿素电池)等
高温利用(>800℃)：高温太阳炉、熔炼金属等 中温利用(200～800℃)：太阳灶、太阳能热发电等 2 太阳能热利用 低温利用(<200℃)：太阳热水器、太阳能干燥、海水 淡化、太阳能空调制冷、太阳房、太阳能暖棚等。
把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能 利用技术。
再利用热能进行发电的称为太阳能熱发 电。也属于这一技术领域．
第一章 概 述 太阳能光热发电
塔式 槽式 碟式
§1 第一章 概 述
太阳能光伏发电
光能只要转换 成电能便可。 这方法还可把 光波从太空传 送至地球，转 成电能供给用 户使用。
第一章 概 述
§1 第一章 概 述
源 非再生 能源
地
太阳 能
风能
水能
生物 质能
热 能
海水 温差 能
海水 盐 差能
海洋波 浪能
海 （湖） 流能
潮汐能
核能
煤炭 石油 天然气 油页岩
二 次 能 源
焦 炭பைடு நூலகம்
而言。为了便于比较和计算，习惯上把各种一次能源均 折合为“标准煤”或“油当量”，作为各种能源的统一 计量单位。
§1
第一章 概 述
序号 利用方式
内容
直接光发电：光伏发电、光偶极子发电
1
太阳能发电
间接光发电：光热动力发电、光热离子发电、热光 伏发电、光热温差发电、光化学发电、光生物电池(叶
绿素电池)等
高温利用(>800℃)：高温太阳炉、熔炼金属等 中温利用(200～800℃)：太阳灶、太阳能热发电等 2 太阳能热利用 低温利用(<200℃)：太阳热水器、太阳能干燥、海水 淡化、太阳能空调制冷、太阳房、太阳能暖棚等。
把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能 利用技术。
再利用热能进行发电的称为太阳能熱发 电。也属于这一技术领域．
第一章 概 述 太阳能光热发电
塔式 槽式 碟式
§1 第一章 概 述
太阳能光伏发电
光能只要转换 成电能便可。 这方法还可把 光波从太空传 送至地球，转 成电能供给用 户使用。
第一章 概 述
§1 第一章 概 述
源 非再生 能源
地
太阳 能
风能
水能
生物 质能
热 能
海水 温差 能
海水 盐 差能
海洋波 浪能
海 （湖） 流能
潮汐能
核能
煤炭 石油 天然气 油页岩
二 次 能 源
焦 炭பைடு நூலகம்
光伏发电原理ppt课件
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7
太阳能电池组件
日照强度 太阳电池组件的输出功率与直接的太阳辐射强度成比例，日
照增强时组件输出也随之增加。值得注意的是日照强度变化 时，组件工作电压基本不变。
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8
太阳能电池组件
太阳电池温度 太阳电池组件温度较高时，工作效率降低。通常在80～90℃
之问，温度每上升1℃，组件的效率损失0.5％。
L
id
L PI
ed
u
u
Park 逆变换
udc udc
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15
并网逆变器的电路结构
MPPT 跟踪器保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变
器所使用。IGBT 全桥电路将直流电转换成交流电压和电流。保 护功能电路在逆变器运行过程中监测运行状况，在非正常工作 条件下可触发内部继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。
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4
太阳能电池组件
太阳能电池板 Solar panel 分类：
晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳 能电池。
非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电 池。
化学染料电池板：砷化镓、硒铟铜、锑化镉等。
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5
太阳能电池组件
单晶硅电池组件 多晶硅电池组件 非晶硅电池组件
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17
并网逆变器
2、最大功率跟踪控制功能
太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温 度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随 电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作 点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。 相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率 点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就 是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点 就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。
太阳能光伏发电项目ppt课件
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珠海市经济开发区
汇报人：山丘
国家能源局数据显示，2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上，出口额达 到144亿美元。
光伏发电 发展过程 现状与趋势
12
2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高 达52%，全球累计安装量超过67GW。
2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW， 约占全球的65%，中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家。
20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步 扩大。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、 人类能够自由利用的能源。
光伏发电 发展过程 早期历史
10
20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级 光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的 国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。
但是价格昂贵，多用于航空航天等重要地方。基本没有规模化产业化的实用价值
薄膜光伏电池具有轻薄、质轻、柔性好等优势
应用范围非常广泛，尤其适合用在光伏建筑一体化之中
晶硅光伏组件安装后，暴晒50——100天，效率衰减约2——3%， 此后衰减幅度大幅减缓并稳定有每年衰减0.5——0.8%，20年衰减约20%
光伏发电 发展过程 早期历史
目录
CONTENTS
1
2
光伏发电原理 光伏发电特点
3
发电转化率
5
系统分类
6
结构特点
7
发电成本
4
发展过程
太阳能发电PPT课件
太阳能发电
1
太阳能源的必要性
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的 危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常 的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了 可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能 源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能 以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的 太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不 竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。 太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假 如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率 5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当 于世界上能耗的40倍。
美國加州太陽已於 一九八九年停止
7
運轉）
8
（２） 槽線集热型
槽線型集热型為目前已商業化運轉的太陽热能发电廠型式，位於美國 加州南部ＬＵＺ公 司完成有八座，此型電廠並加入愛迪生電力公司的 发电列，此型電廠已相當成熟，難怪 美國能源部信心十足的預期未來 十年內美國之太陽热能发电容量可達到35,000MW，比現 在台灣的總 发电量還多一倍。
4
平面反射镜集中於塔形热動裝置
集热器集热原理
5
太阳热能发电技術日益成熟，已有几座商业运转 电厂，发电容量逐年增加，成本逐年降 低，預估 未來10年內將有很大的成長。其中槽線型太陽热 能发电技術最成熟，是目前商业化运转的太陽热 能发电廠。其发电之單位成本己降至8 cents / KWh。其次為中央集 热塔型，此型適合大型系統 之裝置目前正進行直接吸收式吸收器的研究及延 展式薄膜反 射面的开发，技術己可行，預估公元 2000年其发电單位成本將降低至6 cents / KWh。 對於小型陽能发电厂（10MW以下）而言，碟盤 集热型的发电成本較中央集热塔型便宜， 是未來 最具潛力的集热型式。 （视频一）
1
太阳能源的必要性
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的 危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常 的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了 可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能 源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能 以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的 太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不 竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。 太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假 如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率 5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当 于世界上能耗的40倍。
美國加州太陽已於 一九八九年停止
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運轉）
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（２） 槽線集热型
槽線型集热型為目前已商業化運轉的太陽热能发电廠型式，位於美國 加州南部ＬＵＺ公 司完成有八座，此型電廠並加入愛迪生電力公司的 发电列，此型電廠已相當成熟，難怪 美國能源部信心十足的預期未來 十年內美國之太陽热能发电容量可達到35,000MW，比現 在台灣的總 发电量還多一倍。
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平面反射镜集中於塔形热動裝置
集热器集热原理
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太阳热能发电技術日益成熟，已有几座商业运转 电厂，发电容量逐年增加，成本逐年降 低，預估 未來10年內將有很大的成長。其中槽線型太陽热 能发电技術最成熟，是目前商业化运转的太陽热 能发电廠。其发电之單位成本己降至8 cents / KWh。其次為中央集 热塔型，此型適合大型系統 之裝置目前正進行直接吸收式吸收器的研究及延 展式薄膜反 射面的开发，技術己可行，預估公元 2000年其发电單位成本將降低至6 cents / KWh。 對於小型陽能发电厂（10MW以下）而言，碟盤 集热型的发电成本較中央集热塔型便宜， 是未來 最具潛力的集热型式。 （视频一）
太阳能光伏发电系统ppt课件
成本。
7
可编辑ppt
独立光伏发电系统结构
8
可编辑ppt
独立系统主要组成部分
1. 光伏阵列 2. 光伏控制器 3. 蓄电池组 4. 逆变器 5. 监控系统 6. 负载
9
可编辑ppt
并网光伏发电系统结构
10
可编辑ppt
并网系统主要组成部分
1. 光伏阵列 2. 并网逆变器 3. 公共电网 4. 监控系统
逆变器
逆变器就是把直流电（例如12VDC）逆变成 交流电（例如220VAC）的设备。一般分为独立 逆变器和并网逆变器 。
16
可编辑ppt
监控系统
监控系统是监 控整个系统的运 行状态，设备的 各个参数，记录 系统的发电量， 环境等的数据， 并对故障进行报 警。
17
可编辑ppt
光伏发电系统设计
综合考虑系统所在位置，当地的气候条件， 日照时数，连续阴雨天气，负载的用电量等，通 过专业的系统设计软件，对整个系统进行优化设 计，使其达到最大的发电量。
件作为建筑物的一部分，或把光伏部件作 为建材的一部分。而光伏部件即是指由各 种晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池组 成的光伏列阵。
20
可编辑ppt
2.目的 利用建筑物的迎光面，吸收太阳辐射能直
接变成电能。在有电网的地方提供峰值电力， 减少常规能源消耗、保护环境。在无电地区 配合蓄电池充电，解决当地生活用能和生产 用能。
31
可编辑ppt
光伏屋顶和遮阳系统
32
可编辑ppt
别墅中的光伏屋顶
33
可编辑ppt
Thank you !
34
可编辑ppt
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
7
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独立光伏发电系统结构
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独立系统主要组成部分
1. 光伏阵列 2. 光伏控制器 3. 蓄电池组 4. 逆变器 5. 监控系统 6. 负载
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并网光伏发电系统结构
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并网系统主要组成部分
1. 光伏阵列 2. 并网逆变器 3. 公共电网 4. 监控系统
逆变器
逆变器就是把直流电（例如12VDC）逆变成 交流电（例如220VAC）的设备。一般分为独立 逆变器和并网逆变器 。
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监控系统
监控系统是监 控整个系统的运 行状态，设备的 各个参数，记录 系统的发电量， 环境等的数据， 并对故障进行报 警。
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光伏发电系统设计
综合考虑系统所在位置，当地的气候条件， 日照时数，连续阴雨天气，负载的用电量等，通 过专业的系统设计软件，对整个系统进行优化设 计，使其达到最大的发电量。
件作为建筑物的一部分，或把光伏部件作 为建材的一部分。而光伏部件即是指由各 种晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池组 成的光伏列阵。
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2.目的 利用建筑物的迎光面，吸收太阳辐射能直
接变成电能。在有电网的地方提供峰值电力， 减少常规能源消耗、保护环境。在无电地区 配合蓄电池充电，解决当地生活用能和生产 用能。
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光伏屋顶和遮阳系统
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别墅中的光伏屋顶
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太阳能发电技术.ppt
目前，各国政府均给予太阳能发电相关公司较 高支持，从一个侧面也反映出各国对这一产业发展 前景乐观的预期。我国太阳能发电产业正处在成长 初期，发展前景广阔。
3.1.1逆变器的分类
按逆变器输出电压或电流的波形分可分为： （1）方波逆变器
方波逆变器输出的电压波形为方波。 （2）阶梯波逆变器
此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。 逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的线 路。输出波形的阶梯数目差别很大。
（3）正弦波逆变器
正弦波逆变器输出的电压波形为正弦波。
3.2光伏逆变器的工作原理
• 太阳能是一种干净的可再生的新能源，越 来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作 中有广泛的作用， 其中之一就是将太阳能
转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能 工作的。而太阳能热电站的工作原理则是 利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水 蒸气，然后用来发电。
1.1太阳能目前主要应用
2、太阳能发电原理与系统
2.1太阳能发电原理
• 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称 太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热 发电）。
• 太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方 式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生 物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、 光电解电池和光催化电池。
3.4采用SPWM技术的逆变器
PWM控制技术是对半导体开关器件的导通和关 断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度 不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所 需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调 制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可以改 变输出频率。
脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM波形就是SPWM波。 SPWM 有两种控制方式， 一种是单极式，一种双极式，两种控制方式调制方 法相同，输出基本电压的大小和频率也都是通过改 变正弦参考信号的幅值和频率而改变的，只是功率 开关器件通断的情况不一样，采用单极式控制时， 正弦波的半个周期内每相只有一个开关元器件开通 或关断，而双极式控制时逆变器同一桥臂上下两个 开关器件交替通断，处于互补工作方式，双极式比 单极式调制输出的电流变化率较大，外界干扰较强。
3.1.1逆变器的分类
按逆变器输出电压或电流的波形分可分为： （1）方波逆变器
方波逆变器输出的电压波形为方波。 （2）阶梯波逆变器
此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。 逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的线 路。输出波形的阶梯数目差别很大。
（3）正弦波逆变器
正弦波逆变器输出的电压波形为正弦波。
3.2光伏逆变器的工作原理
• 太阳能是一种干净的可再生的新能源，越 来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作 中有广泛的作用， 其中之一就是将太阳能
转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能 工作的。而太阳能热电站的工作原理则是 利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水 蒸气，然后用来发电。
1.1太阳能目前主要应用
2、太阳能发电原理与系统
2.1太阳能发电原理
• 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称 太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热 发电）。
• 太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方 式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生 物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、 光电解电池和光催化电池。
3.4采用SPWM技术的逆变器
PWM控制技术是对半导体开关器件的导通和关 断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度 不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所 需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调 制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可以改 变输出频率。
脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM波形就是SPWM波。 SPWM 有两种控制方式， 一种是单极式，一种双极式，两种控制方式调制方 法相同，输出基本电压的大小和频率也都是通过改 变正弦参考信号的幅值和频率而改变的，只是功率 开关器件通断的情况不一样，采用单极式控制时， 正弦波的半个周期内每相只有一个开关元器件开通 或关断，而双极式控制时逆变器同一桥臂上下两个 开关器件交替通断，处于互补工作方式，双极式比 单极式调制输出的电流变化率较大，外界干扰较强。
新能源发电技术太阳能光伏发电PPT课件
概 述
45
第45页/共247页
4.我国的太阳能资
2地-区1 源 全年日
分类 照时数
太
阳一
2800～ 3300
能二
3000～ 3200
太阳辐射 年总量* Kcal(cm2·a)-1 160～200
140～160
相当于燃 烧标准煤
(kg) 230～280
200～230
包括的地区
宁夏北部、甘肃北部、新 疆东南部、青海西部和西
2
第2页/共247页
2-1
• 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来 源于太阳；即使是
太 地球上的化石 阳 燃料（如煤、
能 石油、天然气 等）从根本上
概 说也是远古以 述 来贮存下来的
太阳能。
3
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2-1
太 • 广义的太阳能所包括的范围非常大，
阳 狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光
太
阳 能
藏西部 河北北部、山西北部、内 蒙和宁夏南部、甘肃中部 、青海东部、西藏东南部
和新疆南部
与国外相当的 地区
印度和巴基斯 坦北部
印度尼西亚的 雅加达一带
概三
2200～ 3000
120～140
170～200
山东、河南、河北东南部 、山西南部、新疆北部、 吉林、辽宁、云南等省及 陕西北部、甘肃东南部、
美国华盛顿地 区
25
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2-1 2.太阳辐射的特性
太
太阳常数
阳 能
由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，太阳与地球之间的距离不是一个常数， 而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距 辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随 日地间距离不同而异。
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4.我国的太阳能资
2地-区1 源 全年日
分类 照时数
太
阳一
2800～ 3300
能二
3000～ 3200
太阳辐射 年总量* Kcal(cm2·a)-1 160～200
140～160
相当于燃 烧标准煤
(kg) 230～280
200～230
包括的地区
宁夏北部、甘肃北部、新 疆东南部、青海西部和西
2
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2-1
• 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来 源于太阳；即使是
太 地球上的化石 阳 燃料（如煤、
能 石油、天然气 等）从根本上
概 说也是远古以 述 来贮存下来的
太阳能。
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2-1
太 • 广义的太阳能所包括的范围非常大，
阳 狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光
太
阳 能
藏西部 河北北部、山西北部、内 蒙和宁夏南部、甘肃中部 、青海东部、西藏东南部
和新疆南部
与国外相当的 地区
印度和巴基斯 坦北部
印度尼西亚的 雅加达一带
概三
2200～ 3000
120～140
170～200
山东、河南、河北东南部 、山西南部、新疆北部、 吉林、辽宁、云南等省及 陕西北部、甘肃东南部、
美国华盛顿地 区
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2-1 2.太阳辐射的特性
太
太阳常数
阳 能
由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，太阳与地球之间的距离不是一个常数， 而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距 辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随 日地间距离不同而异。
新能源概论-PPT1-太阳能热发电技术
太阳能热发电技术
12能源 何博
太阳能转变为电能可以有两种基本途径：
其一，是把太阳辐射能变为热能，然后将热能再转变 为电能，这叫热发电。另一种是通过光电器件，将太 阳能直接变换为电能，这叫光发电。
热发电又有两种类型，一种是将聚集的热能按常规的 方法（与一般热机一样）先转变为机械能，再由发电 机转变为电能，这种发电类型称为太阳能热力发电。 还有一种类型是将太阳能转变的热能直接变为电能， 如利用Seebeck效应发电，称为太阳能温差发电。
太阳能塔热气流发电
结构：
太阳能塔热气流发电系统包括三个主要部分:太阳能集热器、太阳能塔 和涡轮发电机组。
原理：
其基本原理是利用了温室效应、烟囱效应和涡轮旋转发电这三项人们早 已熟悉并且是成熟的技术组合形成了一个全新的发电方式，它的结构并 不复杂。在地面上设置了一个庞大的太阳能集热器大棚，在太阳能集热 器的中央竖立一个高大的太阳能塔，集热器顶棚与塔的底部紧密封接， 在塔的底部安装涡轮机。运行原理也不复杂。由于太阳的照射，太阳能 集热器大棚下的空气被加热，加热后的空气形成上升气流，通过中部的 太阳能塔排出，热气流驱动设置在太阳能塔底部的涡轮机旋转带动发电 机发电，大棚外的冷空气则通过四周不断被吸入补充。
菲涅尔式 工作原理类似槽式光热发电，只是采用菲涅耳结 构的聚光镜来替代抛面镜。这使得它的成本相对 来说低廉，但效率也相应降低。 此类系统由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的 水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能 达到10%左右；但由于系统结构简单、直接使用 导热介质产生蒸汽等特点，其建设和维护成本也 相对较低。
烟囱效应，是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空 气加强对流的现象。
特点：
（1）大容量清洁的可再生能源发电技术。可以大规模开发建成大容 量机组，对缓解日益严重的能源危机有重要的意义。 （2）连续运行，稳定发电。对天气的依赖性较小，夜间也有电能输 出，有条件成为能源体系中的主力能源，扮演中心电站的角色。 （3）充分利用太阳能。可开发利用全部太阳辐射能，包括直射辐射 和散射辐射。 （4）结构简单，技术成熟。大量使用的是钢材、混凝土、玻璃等常 规材料。 （5）寿命长、运行维护简便。无需冷却水。 （6）占地面积大。在集热器大棚下面可以进行蔬菜、水果、花卉种 植等农业活动，是一特大温室。 （7）超高建筑，可开发旅游观光。这将带来巨大的社会效益和经济 效益。 有效规划上述（7）、（8）两点，则可以变缺点为优点，达到太阳 能规模化综合利用的目的。
12能源 何博
太阳能转变为电能可以有两种基本途径：
其一，是把太阳辐射能变为热能，然后将热能再转变 为电能，这叫热发电。另一种是通过光电器件，将太 阳能直接变换为电能，这叫光发电。
热发电又有两种类型，一种是将聚集的热能按常规的 方法（与一般热机一样）先转变为机械能，再由发电 机转变为电能，这种发电类型称为太阳能热力发电。 还有一种类型是将太阳能转变的热能直接变为电能， 如利用Seebeck效应发电，称为太阳能温差发电。
太阳能塔热气流发电
结构：
太阳能塔热气流发电系统包括三个主要部分:太阳能集热器、太阳能塔 和涡轮发电机组。
原理：
其基本原理是利用了温室效应、烟囱效应和涡轮旋转发电这三项人们早 已熟悉并且是成熟的技术组合形成了一个全新的发电方式，它的结构并 不复杂。在地面上设置了一个庞大的太阳能集热器大棚，在太阳能集热 器的中央竖立一个高大的太阳能塔，集热器顶棚与塔的底部紧密封接， 在塔的底部安装涡轮机。运行原理也不复杂。由于太阳的照射，太阳能 集热器大棚下的空气被加热，加热后的空气形成上升气流，通过中部的 太阳能塔排出，热气流驱动设置在太阳能塔底部的涡轮机旋转带动发电 机发电，大棚外的冷空气则通过四周不断被吸入补充。
菲涅尔式 工作原理类似槽式光热发电，只是采用菲涅耳结 构的聚光镜来替代抛面镜。这使得它的成本相对 来说低廉，但效率也相应降低。 此类系统由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的 水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能 达到10%左右；但由于系统结构简单、直接使用 导热介质产生蒸汽等特点，其建设和维护成本也 相对较低。
烟囱效应，是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空 气加强对流的现象。
特点：
（1）大容量清洁的可再生能源发电技术。可以大规模开发建成大容 量机组，对缓解日益严重的能源危机有重要的意义。 （2）连续运行，稳定发电。对天气的依赖性较小，夜间也有电能输 出，有条件成为能源体系中的主力能源，扮演中心电站的角色。 （3）充分利用太阳能。可开发利用全部太阳辐射能，包括直射辐射 和散射辐射。 （4）结构简单，技术成熟。大量使用的是钢材、混凝土、玻璃等常 规材料。 （5）寿命长、运行维护简便。无需冷却水。 （6）占地面积大。在集热器大棚下面可以进行蔬菜、水果、花卉种 植等农业活动，是一特大温室。 （7）超高建筑，可开发旅游观光。这将带来巨大的社会效益和经济 效益。 有效规划上述（7）、（8）两点，则可以变缺点为优点，达到太阳 能规模化综合利用的目的。
《太阳能热发电》PPT课件
腔体式吸收器集热器剖面图
2021/3/26
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腔体式吸收器的优点
吸热过程不是发生在最强聚焦区，而是在聚焦过后和发射时，并 以较大的内表面积向工作流体传热，致使和真空管吸收器相比具 有较低的投射辐射能流密度；
腔体壁温较均匀，可减小与流体之间的温差，使开口的有效温度 降低，从而最终使热损降低；
经优化设计的腔体式吸收器，热性能比真空管吸收器稳定，在同 样情况下，工作介质平均温度大于230℃时，腔体式吸收器既不需 要抽真空，也不需要涂光学选择性涂层，仅采用传统的材料和制 造工艺；
2021/3/26
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图 塔式太阳能集热发电系统原理
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2021/3/26
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3、聚光子系统：
➢ 定日镜群； ➢ 跟踪装置；
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（1）、定日镜：
➢ 平面镜； ➢ 镜架； ➢ 跟踪装置；
镜架很轻，跟踪结 构的电功率消耗小
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➢采用铝或银作用反光材料的玻璃背面镜
成本低和便于维护也是腔体式吸收器的特性。
腔体式吸收器的集热效率大于真空管吸收器，这使它成为槽形抛 物镜集热器的吸收器。腔体式吸收器的发展已受到重视。
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（3）、跟踪装置：使槽式聚光器时刻对准太阳
➢ 根据入射光线和主光轴位 置关系分为：
➢ 两轴跟踪系统：
➢ 具有最理想的光学性能； ➢ 设备结构复杂，制造维修成
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（五）辅助能源子系统
作用：维持电站能够一直持续运行。 构成：就是在系统中增设常规燃料锅炉， 用于阴雨天，夜间起动。
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美国亚利桑那州电力负荷曲线
提高效率
聚光比、吸热器温度 集热效率*透平效率 马鞍点
途径——聚光比与吸热温度的协同提高
提高聚光比： 塔式和碟式，其聚光比分别300-1000和1000-3000之间； 槽式和菲涅尔式，其聚光比分别在70-80和25-100之间； 二次聚光：第一次聚光比*第二次聚光比 （10，000） 提高吸热器的工作温度： 传热介质(水、油、熔融盐、空气、离子液体、液态金属、固体材料)
聚光比25-100；系统效率较低。 镜场可布置非常紧凑，土地利 用率高，初投资相对较低。
目前在建最大规模为30MW电 站，其中关键部件集热管由皇明 公司出口供应。
集热管
反射镜
皇明公司2.5MW示范系统
各种CSP技术方式的性能
聚光比
槽式 70-80
塔式 300-1000
碟式 1000-3000
菲涅尔式 25-100
郎肯循环 20% (p) 9-11% (p) 30-40%ST 25-70%(p)
5MW
（来源：DLR，2004）
CSP电站系统的基本组成
聚光集热子系统 储热子系统
热-功-电转换子系统
白天工作模式1 — 直接发电
聚光集热子系统
储热子系统
热-功-电转换子系统
白天工作模式2 — 储热 + 发电
聚光集热子系统
的化石燃料电站类似。二者最大的区别在于输入的能源不同，太阳能热发电采用 的是太阳能：聚光器将低密度的太阳能转换成高密度的能量，经由传热介质将太 阳能转化为热能，通过热力循环做功，实现到电能的转换。
CSP的技术形式
塔式 碟式/斯特林
槽式 线性菲涅， 聚焦的阳光反射到位于塔顶的吸热器 内。吸热器加热管内的传热介质，将 太阳光能转变成热能，再通过热力循 环实现发电。
聚光比1000-3000；系统效率高 单机规模小，非常适合分布式发电。 今年1月份全球首座商业化碟式斯特林系统在美国投入运行，总容
量1.5MW，由60个单机25kW的系统组成。 截至2010年10月，美国加州批准了总计1372.5MW的碟式斯特林电
站项目。
（4）线性菲涅尔
线聚焦技术：槽式系统的简化； 平面镜代替抛物面型曲面镜，通 过调整、控制平面镜的倾斜角度， 将阳光反射到集热管上，加热内 部工作介质 ，产生蒸汽驱动汽轮 机做功发电。
7:00
PV Solar Thermal
9:00
11:00
13:00
15:00
Time (hh:mm)
✓太阳能热发电输出电力相对平稳
17:00
19:00
CSP优势——系统友好性、可控性
➢ 系统友好性是指清洁能源在其开发、输送和使用的全过程中与电网、电源以及其它能源系统 相适应、相协调的技术品质与特性。 ➢ 风能及光伏发电，其出力具有显著的间歇性和不确定性。并网运行后出力的剧烈变化将对电 力系统实时平衡和稳定运行带来挑战。 ➢ 受电源结构制约，长期以来我国电力系统调峰能力一直不足。煤电装机占全国发电总装机的 四分之三（其中供热机组又占了20% 以上）。系统调峰问题将是影响制约我国能源结构调整和 清洁能源发展的长期性问题。 ➢ CSP电站可以储热，也可以利用化石燃料补燃；实现发电功率平稳、可控输出。可作为调峰 电源；未来随着技术提升，可承担电力系统基础负荷。
“材料——光学——热学”耦合
吸热窗口瞬时能量分布（2008.09.27,13:16）
投入吸热器窗口能量随时间变化
聚光比在70-80之间；系统综合效率 较低。
吸热器内工作介质：合成油、水等， 当前介质的工作温度一般在400℃以 内。
美国354MW SEGS电站建于上个世纪 80年代，至今已运行20多年。
吸热管
槽式反射镜 美国SEGS槽式电站
（3）碟式
点聚焦技术：利用旋转抛物面反射镜，将入射阳光聚集在镜面焦点 处， 在该处可放置太阳能吸热器吸收热能加热工质驱动汽轮发电机 组发电，也可放置太阳能斯特林发电装置或高倍比聚光光伏系统 （CPV）直接发电。 。
聚光比300-1000。系统综合效率高。 吸热器类型：水/蒸气、熔盐、空气
等。商业化初期的电站多使用水/蒸 气作为工作介质（主要考虑到技术风 险较小、结构相对简单）
传热介质的工作温度范围在250～ 1200℃，可采用汽轮机或燃气轮机。
定日镜
吸热器
西班牙PS10电站
（2）槽式
线聚焦技术：采用抛物面槽式反射镜 将太阳光聚集到位于焦线的吸热管上， 加热管内的传热工质（油或水），然 后经热交换器产生蒸汽驱动汽轮发电 机组发电。
储热子系统
热-功-电转换子系统
夜间工作模式 — 利用储热发电
聚光集热子系统
储热子系统
热-功-电转换子系统
CSP & 光伏发电的电力输出
100% 90%
Cloudy Day (May 3)
Solar Output (% Maximum Output)
80% 70% 60%
50% 40% 30%
20% 10% 0%
太阳能热发电原理
太阳能热发电的含义
太阳能热发电是利用太阳能聚光器先将太阳辐射能转化为热能，然后经过各种方 式转换为电能的技术形式。
太阳能热发电包括：聚光太阳能热发电（CSP）、太阳能半导体温差发电、太阳 能烟囱发电、太阳池发电和太阳能热声发电等。
聚光太阳能热发电（CSP）是目前已经商业化大规模应用的技术形式。 CSP是通过“光-热-功”的转化过程实现发电的一种技术形式，其在原理上和传统
可采用的动力循环 模式
郎肯循环
1) 郎肯循环 2) 布雷顿循环 3) 联合循环
斯特林
峰值系统效率 系统年均效率
21% (d) 10-15% (d)
20% (d) 35% (p) 10-16% (d)
29% (d) 16-18% (d)
17-18% (p)
15-25% (p)
18%-23%(p)
热循环效率
30-40% ST
30-40% ST
30-40% SE
45-55% CC
20-30% GT
容量因子 已建单机最大容量
24% (d) 25-90% (p)
80MW
25-90% (p) 20MW
25% (p)
1.5MW (25kW×60)
注：(d) =示范，(p) = 预计，ST 蒸汽轮机，CC 联合循环，SE斯特林机，GT 燃气轮机