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
太阳能利用科学 PPT课件第七章
S
太阳能热风发电系统实际循环示意图
建立实际循环时仍需采用一些假设来简化问题： （1）忽略集热棚内的损失，认为集热棚中的压 力基本维持不变；否则将有外界空气渗入系统， 导致空气流量増大，集热棚中的温升减小； （2）所有的动能损失都发生在烟囱出口。
为零，即烟囱中的空气流速和空气流量为零。 为了保证系统中空气的循环流动以及尽可能大的输出功 率，系统的最佳运行工况必定位于这两个极限工况之间。
4
2 太阳能热风发电系统组成
（1）集热棚：太阳能发电系统中的能量收集部件，在这里完成了太阳能向热能的转换。 （2）烟囱：太阳能热风发电系统中的热动力部件，实现了热能向机械能的转换。 （3）涡轮发电机组：太阳能热风发电系中的动力输出设备，实现了机械能至电能的转换。
5
3 太阳能热力发电系统循环
理想循环
3.涡轮发电机组效率
涡轮发电机组的效率表征了系统中机械能到电能的转换效率，该效率并不受热力学定律的制
约，由透平叶片功率系数ηcp和涡轮发电机组t 的机cp械效wt率ηwt两部分组成，即：
（7-21）
对置于壁面光滑的流线型导流通道内的风力透平而言，当气流在导流通道出口的流速为vch/3，
即导流通道出入口流速比a = 1/3时，透平输出的能量最大，其值为：
18
5 太阳能热风发电系统性能模拟
7.5.3系统计算结果分析
改变辐射强度，计算系统主要参数值，结果如表所示：
辐射强度 (W/m2）
300 400 500 600 700 800
900
集热器进 出口温差
（℃） 8.2 10.3 12.2 13.9 15.6
17.2
烟囱进口 速度
（m/s）
9.5
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
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
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）
太阳能发电技术原理及应用(全)ppt课件
3球/20/最202大0 太阳能电站。
39
2.3 碟（盘）式太阳能热电系统
• 碟式系统由许多镜子组成的抛物面反射镜 组成，接收器在抛物面的焦点上，通过加 热接收器内的传热工质，驱动电机发电。
图14 碟式太阳能热电系统原理
3/20/2020
40
碟式太阳能热电装置
3/20/2020
4光伏电池等效电路
3/20/2020
12
主要内容
一、太阳能光伏发电
✓ 太阳能电池 ✓ 离网光伏系统
二、太阳能热力发电
✓ 槽式热力发电系统 ✓ 塔式热力发电系统 ✓ 碟式热力发电系统
3/20/2020
13
2.2 离网光伏系统
• 太阳能电池发电，蓄电池贮能，独立为负载供电，不联接 公网。
• 广泛应用于太阳能建筑、微波通讯、基站、电台、野外活 动、高速公路等。也可用于无电山区、村庄、海岛。
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图12 塔式太阳能热电系统原理
塔式太阳能热发 电系统的基本型式是 利用一组独立跟踪太 阳的定日镜，将阳光 聚焦到一个固定在塔 顶部的接收器上，用 以产生高温，进而产 生水蒸气或高温气体 ，推动汽轮发电机发 电。
37
塔式太阳能热电厂
3/20/2020
38
塔式太阳能热电厂
2009年4月，西班牙在安达卢西亚（Andalucian）沙漠中建成当时全
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主要内容 一、太阳能光伏发电
✓ 太阳能电池 ✓ 离网光伏系统
二、太阳能热力发电
✓ 槽式热力发电系统 ✓ 塔式热力发电系统 ✓ 碟式热力发电系统
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二、太阳能热力发电
• 太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通 过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。
能源发电技术2太阳能光伏发电幻灯片PPT
3
2-1太阳能概述
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应 过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳 辐 射 强 度 为 1367kW/m2 。 地 球 赤 道 的 周 长为40000km，从而可计算出，地球获得 的能量可达1.73×1014kW。
太阳每秒钟照射到地球上的能量相当 于500万吨标准煤。
4
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪
述 （地平圈周围的天空亮光或暗光），
（3）其他的天空散射辐射。
36
2-1 2.太阳辐射的特性
太
到达地面的太阳辐射
阳 能
到达地面的太阳辐射主要受大气层厚 度的影响。大气层越厚，对太阳辐射
概 的吸收、反射和散射就越严重，到达 述 地面的太阳辐射就越少。
此外大气的状况和大气的质量对到达
地面的太阳辐射也有影响。
14
2-1
太 阳 能 概 述
15
2-1
太 阳 能 概 述
太阳黑子
16
2-1
太 阳 能 概 述
一张日食的照片（太阳黑子）
17
2-1 1.太阳的构造
太 阳 （5）反变层 能 光球外面分布着不仅能发光，而且几乎 概 是透明的太阳大气， 称之为“反变层”，
它是由极稀薄的气体组成，厚约数百公
述 里，它能吸收某些可见光的光谱辐射。
能源发电技术2太阳能光伏 发电幻灯片PPT
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
2
本章提要
太阳能概述 太阳能电池的基本原理 太阳能光伏发电系统
2-1太阳能概述
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应 过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳 辐 射 强 度 为 1367kW/m2 。 地 球 赤 道 的 周 长为40000km，从而可计算出，地球获得 的能量可达1.73×1014kW。
太阳每秒钟照射到地球上的能量相当 于500万吨标准煤。
4
地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪
述 （地平圈周围的天空亮光或暗光），
（3）其他的天空散射辐射。
36
2-1 2.太阳辐射的特性
太
到达地面的太阳辐射
阳 能
到达地面的太阳辐射主要受大气层厚 度的影响。大气层越厚，对太阳辐射
概 的吸收、反射和散射就越严重，到达 述 地面的太阳辐射就越少。
此外大气的状况和大气的质量对到达
地面的太阳辐射也有影响。
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2-1
太 阳 能 概 述
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2-1
太 阳 能 概 述
太阳黑子
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2-1
太 阳 能 概 述
一张日食的照片（太阳黑子）
17
2-1 1.太阳的构造
太 阳 （5）反变层 能 光球外面分布着不仅能发光，而且几乎 概 是透明的太阳大气， 称之为“反变层”，
它是由极稀薄的气体组成，厚约数百公
述 里，它能吸收某些可见光的光谱辐射。
能源发电技术2太阳能光伏 发电幻灯片PPT
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本章提要
太阳能概述 太阳能电池的基本原理 太阳能光伏发电系统
太阳能发电系统课件-课件
(2)蓄电池：a.作用是储存太阳能电池方阵受 光照时发出的电能。b.随时可向负载供电。 目前我国主要与太阳能发电系统配套使用 的蓄电池是铅蓄电池。
太阳能发电系统
(3)充放电控制器：作用是能自动防止蓄电池过充
电和过放电的设备，配合蓄电池使用。由于蓄电 池循环充放电次数及放电深度会决定蓄电池的使 用寿命，因此用控制器控制蓄电池过充电和过放 电。
太阳能发电工作原理
光源
每单片太阳能电池板
直流
负载
电池方阵（达到系统 要求的电压要求）
充放电控制器
逆变器
变电柜
光能转换为电能储存
直流转为交流
交流 负载
蓄电池
太阳能发电工作原理
3.工作原理：在光照的条件下，太阳能
电池组件产生一定的电动势，通过组件 的串并联形成太阳能电池方阵，使电压 达到系统输入电压的要求。再通过充放 电控制器对蓄电池进行充电，将光能转 换成电能储存，到光伏电池不能发电时， 蓄电池放电，通过逆变器的作用，将直 流电转换成交流电，输送到配电柜，有 配电柜的切换作用进行供电。
（1）太阳能电池方阵:在有光照（无论是太阳光还是其他发 光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，产生光生电压， 即将光能转换成电能，称为“光生伏特效应”。一般太阳 能电池为硅电池，分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池和非晶硅太阳能电池。
单晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池
太阳能发电系统
太阳能发电系统课件
精品
太阳能发电系统
• 一、课前复习：作为本书的最后一章。前面几
个章节，分别学习了有关太阳能发电的一些内容： 第五章学习了太阳能光伏电池的材料及加工工艺、 第六章学习了太阳能发电的储能设备、第七章学 习了光伏逆变器的内容；通过学习使我们了解了 这些生活中不常见，但光伏发电离不开的设备。 使我们更好的对光伏发电的系统进行了解。
太阳能发电系统
(3)充放电控制器：作用是能自动防止蓄电池过充
电和过放电的设备，配合蓄电池使用。由于蓄电 池循环充放电次数及放电深度会决定蓄电池的使 用寿命，因此用控制器控制蓄电池过充电和过放 电。
太阳能发电工作原理
光源
每单片太阳能电池板
直流
负载
电池方阵（达到系统 要求的电压要求）
充放电控制器
逆变器
变电柜
光能转换为电能储存
直流转为交流
交流 负载
蓄电池
太阳能发电工作原理
3.工作原理：在光照的条件下，太阳能
电池组件产生一定的电动势，通过组件 的串并联形成太阳能电池方阵，使电压 达到系统输入电压的要求。再通过充放 电控制器对蓄电池进行充电，将光能转 换成电能储存，到光伏电池不能发电时， 蓄电池放电，通过逆变器的作用，将直 流电转换成交流电，输送到配电柜，有 配电柜的切换作用进行供电。
（1）太阳能电池方阵:在有光照（无论是太阳光还是其他发 光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，产生光生电压， 即将光能转换成电能，称为“光生伏特效应”。一般太阳 能电池为硅电池，分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池和非晶硅太阳能电池。
单晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池
太阳能发电系统
太阳能发电系统课件
精品
太阳能发电系统
• 一、课前复习：作为本书的最后一章。前面几
个章节，分别学习了有关太阳能发电的一些内容： 第五章学习了太阳能光伏电池的材料及加工工艺、 第六章学习了太阳能发电的储能设备、第七章学 习了光伏逆变器的内容；通过学习使我们了解了 这些生活中不常见，但光伏发电离不开的设备。 使我们更好的对光伏发电的系统进行了解。
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。
《太阳能发电系统》课件
《太阳能发电系统》ppt课件
目 录
• 太阳能发电系统概述 • 太阳能电池板 • 太阳能储能系统 • 太阳能发电系统的设计与安装 • 太阳能发电系统的应用与发展趋势
01
太阳能发电系统概述
定义与工作原理
定义
太阳能发电系统是一种利用太阳 能转换为电能的装置或系统。
工作原理
通过光伏效应（光生伏打效应） 将太阳能转换为直流电能，或者 通过热电效应将太阳能转换为交 流电能。
太阳能发电系统的安装步骤与注意事项
总结词
安装步骤与注意事项
详细描述
太阳能发电系统的安装包括基础施工、支架安装、光伏组件铺设、逆变器及其他附件的安装等步骤。安装过程中 需注意安全事项，如确保工作现场安全、遵循当地法律法规等。同时，应按照设计要求进行安装，确保系统稳定 可靠。
太阳能发电系统的维护与保养
太阳能电池板的制造与维护
制造过程
包括材料选择、加工、 层压、测试等环节，需
严格控制质量。
维护与保养
定期清洗、检查破损和 老化情况，保持最佳性
能。
储存与运输
注意防潮、防晒、防震 ，避免损坏和性能下降
。
安装与调试
根据地理位置和气候条 件选择合适的位置和角 度，确保最佳发电效果
。
03
太阳能储能系统
太阳能储能系统的必要性
无污染
太阳能发电系统不会排放污染物，对 环境友好。
太阳能发电系统的优缺点
节能环保
相比传统能源，太阳能发电系统能显著降低能源消耗和减少温室气体排放。
经济效益
长期运营和维护成本相对较低，投资回报率高。
太阳能发电系统的优缺点
受地理位置和气候影响
太阳能发电系统的发电量受地理位置 和气候条件影响较大，可能在某些地 区无法充分利用。
目 录
• 太阳能发电系统概述 • 太阳能电池板 • 太阳能储能系统 • 太阳能发电系统的设计与安装 • 太阳能发电系统的应用与发展趋势
01
太阳能发电系统概述
定义与工作原理
定义
太阳能发电系统是一种利用太阳 能转换为电能的装置或系统。
工作原理
通过光伏效应（光生伏打效应） 将太阳能转换为直流电能，或者 通过热电效应将太阳能转换为交 流电能。
太阳能发电系统的安装步骤与注意事项
总结词
安装步骤与注意事项
详细描述
太阳能发电系统的安装包括基础施工、支架安装、光伏组件铺设、逆变器及其他附件的安装等步骤。安装过程中 需注意安全事项，如确保工作现场安全、遵循当地法律法规等。同时，应按照设计要求进行安装，确保系统稳定 可靠。
太阳能发电系统的维护与保养
太阳能电池板的制造与维护
制造过程
包括材料选择、加工、 层压、测试等环节，需
严格控制质量。
维护与保养
定期清洗、检查破损和 老化情况，保持最佳性
能。
储存与运输
注意防潮、防晒、防震 ，避免损坏和性能下降
。
安装与调试
根据地理位置和气候条 件选择合适的位置和角 度，确保最佳发电效果
。
03
太阳能储能系统
太阳能储能系统的必要性
无污染
太阳能发电系统不会排放污染物，对 环境友好。
太阳能发电系统的优缺点
节能环保
相比传统能源，太阳能发电系统能显著降低能源消耗和减少温室气体排放。
经济效益
长期运营和维护成本相对较低，投资回报率高。
太阳能发电系统的优缺点
受地理位置和气候影响
太阳能发电系统的发电量受地理位置 和气候条件影响较大，可能在某些地 区无法充分利用。
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15-25% (p)
18%-23%(p)
热循环效率
30-40% ST
30-40% ST
30-40% SE
30-40%ST
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)
“材料——光学——热学”耦合
吸热窗口瞬时能量分布（2008.09.27,13:16）
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
第7页
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
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
第5页
（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。 。
菲涅尔式 25-100
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
郎肯循环
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)
20% (p) 9-11% (p)
17-18% (p)
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)
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 线性菲涅尔
（1）塔式
点聚焦技术：定日镜自动跟踪太阳， 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。
太阳能热发电原理
2012年2月27日 北京
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，其在原理上和传统的
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。
第6页
（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
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
Solar Output (% Maximum Output)
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
7:00
Cloudy Day (May 3)
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 第13页
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。
25-70%(p) 5MW
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
（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
第4页
（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。