太阳能简介
《太阳能教学》课件
加强媒体宣传
02
利用电视、广播、报纸等媒体，广泛宣传太阳能技术的成果和
成功案例，提高公众的认知度和接受度。
建设示范项目
03
在城市、乡村等不同领域建设太阳能技术示范项目，让公众亲
身感受太阳能技术的实际效果和应用价值。
加强政策支持，推动产业发展
制定扶持政策
政府可以通过财政补贴、税收优惠等政策措施，鼓励企业加大对 太阳能技术研发和产业化的投入。
02
太阳能技术原理
太阳能电池的工作原理
01
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太阳能电池原理
利用光生电效应，将太阳 光转化为电能。
光伏发电系统
包括太阳能电池板、控制 器、逆变器、储能设备等 组成，实现光电转换和能 源储存。
电池板分类
单晶硅、多晶硅、薄膜太 阳能电池等，具有不同的 光电转换效率和适用范围 。
太阳能热利用技术
详细描述
太阳内部的氢原子在高温高压下通过核聚变反应转化为氦原子，并释放出大量的能量。 这些能量以光能和热能的形式向外传播，地球接收到的太阳辐射能主要集中在可见光和 红外波段。太阳能的分布受地理位置、气候条件和时间等因素影响，不同地区、不同时
间段的日照强度和日照时间都有所不同。
太阳能的应用领域
总结词
《太阳能教学》PPT 课件
目录
• 太阳能简介 • 太阳能技术原理 • 太阳能技术发展现状与趋势 • 太阳能技术的应用案例 • 太阳能的环保意义与社会影响 • 如何更好地推广和应用太阳能技术
01
太阳能简介
太阳能的定义与特性
总结词
太阳能是一种可再生、无污染的能源，具有无穷无尽、持续太阳能相结合，解决太阳能 发电的间断性问题，提高能源利用的可靠 性和稳定性。
太阳能技术简介
太阳能技术简介太阳能，作为一种可再生能源，近年来备受关注。
它以太阳辐射为能源，通过光伏发电和太阳热利用等技术将太阳能转化为可供人类使用的能源。
太阳能技术的发展不仅对环境保护有重要意义，还具有巨大的经济潜力。
本文将对太阳能技术的发展历程、应用领域和未来前景进行简要介绍。
一、太阳能技术的发展历程太阳能技术的起源可以追溯到古代。
早在公元前7世纪，古希腊人就开始利用太阳能进行热水供应。
然而，直到20世纪，太阳能技术才开始真正发展起来。
1947年，美国贝尔实验室的科学家发明了第一块光伏电池，标志着太阳能技术的诞生。
此后，太阳能技术经历了多次革新和突破，不断提高了能源转化效率和应用范围。
二、太阳能技术的应用领域1. 光伏发电光伏发电是目前太阳能技术最为成熟和广泛应用的领域之一。
通过将太阳能转化为电能，光伏发电系统可以为家庭、工业和商业建筑提供清洁、可再生的电力。
光伏电池板的制造成本不断降低，效率不断提高，使得光伏发电在全球范围内得到了广泛推广和应用。
2. 太阳热利用太阳能热利用是另一种重要的太阳能技术。
通过太阳能集热器，太阳能可以转化为热能，用于供暖、热水供应和工业过程中的热能需求。
太阳能热利用不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低能源消耗和环境污染。
3. 太阳能光热发电太阳能光热发电是一种将太阳能转化为电能的高效率技术。
通过利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，再利用热能产生蒸汽驱动涡轮发电机发电。
太阳能光热发电具有较高的能源转化效率和稳定性，可以为大型电网提供可靠的清洁能源。
三、太阳能技术的未来前景太阳能技术在全球范围内得到了广泛的关注和投资。
随着技术的不断发展和成熟，太阳能的应用前景将更加广阔。
首先，太阳能技术的成本不断降低，使得太阳能成为一种具有竞争力的能源选择。
其次，太阳能技术的效率不断提高，可以更好地满足能源需求。
此外，太阳能技术还可以与其他能源技术相结合，形成多能源互补的能源系统。
未来，太阳能技术有望在电力、交通和建筑等领域发挥更重要的作用。
太阳能简介及其应用
太阳能简介及其应用姓名：活下当下灬梦现代社会是节约型社会，而社会生活也应该是节约能耗的生活。
但是，人类目前使用的能源主要是化石能源。
这不仅仅导致的是化石能源的迅速消失，更引起严重的生态环境问题。
而太阳能取之不尽，用之不竭，对环境无害，这是人类未来能源最佳选择之一。
太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。
自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。
太阳能从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起经历了300多年的发展历史到现在，已经极大融入进人们的生活之中。
尤其表现在太阳能电池、太阳能交通工具、太阳能建筑、太阳能海水淡化，太阳能制氢等等。
将太阳能转化为电能，一直是人类美好的理想．1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一块单晶硅太阳能电池，从此，人类这一理想就逐渐转变为现实．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，是由各种具有不同电子特性的半导体材料制成的平面器件，具有强大的内部电场．内部电场在太阳光的照射下，发生了电子和空穴的分离，电子和空穴分别向两个相反的方向移动，正、负电荷分别聚集而产生电动势rtl，即在太阳能电池的正面和背面之间产生电压，接通外电路后就能输出直流电流．例如以N半导体砷化掠和碳组成的电池(N。
GaAs[K2Se—KzSe《OH[C]就是一种典型的太阳能电池．近年来，太阳能电池得到飞速发展，20世纪80年代以来，发展为以硫化镐、砷化掠等新型半导体材料为基础的无机太阳能电池和以份普(又称都花普)、酞普及叶绿素等为基材的有机太阳能电池．太阳能电他的效率(即光能转化为电能的比例)也得到很大的提高，例如单晶硅太阳能电池的效率从最初的6．0％提高到24．7％；薄膜蹄化锦太阳能电他的效率为16．4％；在单晶硅片上、下表面分别沉积P型和N型非晶硅薄膜制成的HIT型电池，效率已达21．0％．当今世界上光电转化效率最高的当属砷化掠多结太阳能电池，它在聚油船倍的阳光条件下，光电转化效率已高达35．0％，并向40．0％的高峰攀升。
太阳能发电简介
环保
太阳能发电不产生温室气体排 放，减少对环境的污染。
资源丰富
太阳光照射地球的能量巨大， 只需利用一小部分即可满足人 类能源需求。
低维护成本
太阳能发电系统运行稳定，维 护成本相对较低。
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太阳能电池板
类型与构造
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单晶硅电池板
由单晶硅片制成的电池板，效 率较高，但制造成本也较高。
多晶硅电池板
土地资源限制
总结词
土地资源限制是太阳能发电面临的另一 个挑战，需要寻找有效的土地利用方式 。
VS
详细描述
太阳能发电需要大面积的土地资源，尤其 是在光伏发电领域。然而，随着城市化的 进程和土地资源的日益紧张，可用的土地 资源越来越有限。为了解决这个问题，需 要发展高效率的太阳能电池板和优化土地 利用方式，例如发展屋顶光伏和农业光伏 等模式，以减少对土地资源的依赖。
工作原理
光生伏打效应
当太阳光照射在太阳能电池板上时， 光能转换为电能，产生直流电。
储能与逆变器
通过储能装置（如蓄电池）储存电能 ，再通过逆变器将直流电转换为交流 电供家庭或商业使用。
太阳能发电的优势
可再生
太阳光是无限可再生的能源， 长期使用不会枯竭。
长期回报
太阳能发电系统的投资回报期 长，长期运营可获得稳定的收 益。
政策与法规
要点一
总结词
政策与法规是影响太阳能发电发展的重要因素，需要制定 合理的政策和法规来促进其发展。
要点二
详细描述
政府在太阳能发电的发展中起着重要的作用，通过制定合 理的政策和法规可以促进其发展。例如，政府可以提供税 收优惠、补贴和贷款等政策来降低太阳能发电的成本；同 时，政府还可以制定相关法规来规范行业的发展，例如制 定能效标准和并网标准等。此外，政府还可以通过宣传和 教育等途径来提高公众对太阳能发电的认识和接受程度。
太阳能的利用
太阳能简介一、什么是太阳能太阳能（Solar）是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。
太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时，相当于1.3×106亿吨标准煤，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。
按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年，可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。
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；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
太阳能的利用主要通过光—热、光—电、光—化学、光—生物质等几种转换方式实现。
二、太阳能的利弊分析优点：(1)普遍：太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。
(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
缺点：(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。
平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。
而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。
太阳能常识
太阳能热水器太阳能热水器（Solar water heater）是指以太阳能作为能源进行加热的热水器。
是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。
一、简介太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。
太阳能热水器是由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。
集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
二、工作原理1、吸热过程太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。
吸热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
现有的平板式集热器，基本上都采用结合良好的多管组合方式，如滚压或压延方法等，其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。
影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。
设计良好的集热器的板芯肋片效率应该在93%以上。
集热器的板芯肋片效率与板芯结构、表面处理以及集热器整体结构有关。
集热器整体结构的影响可以用总传热系数来描述，其影响程度与自身的几何尺寸（肋片厚度、材质）是一样。
也就是说，在同等效率的情况下，集热器热损小时板芯可以薄一些。
选择性吸收表面可以提高集热效率，但是市面上这类产品为了提高经济效益，往往肋片较薄。
用于热水器场合时，这类产品的实际集热效果与选择性差一些（甚至没有选择性）但肋片厚一些的集热器不会有太大的区别。
2、循环管路家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力，设计良好的系统只要有5~6℃以上的温差就可以循环很好。
水循环管路管径及管路分布的合理性直接影响到集热器的热交换效率。
多数情况下，自然循环家用热水器系统管路中的流态都可以视为层流。
太阳能光伏简介
简介太阳能（Solar Energy）：太阳是一个巨大的能源，它以光辐射的形式每秒钟向太空发射约3.8×10M焦耳的能量，有22亿分之一投射到地球上。
太阳光被大气层反射、吸收之后，还有70%透射到地面。
尽管如此，地球上一年中接受到的太阳能仍然高达1.8×10^18kW·h。
自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。
太阳能电池板 Solar panel太阳能电池是指利用太阳光的能量发电的电磁种类。
相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。
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：染料敏化太阳能电池。
柔性太阳能电池单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被普遍地使用。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。
多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。
从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。
此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。
太阳能简介与原理
太阳能简介与原理一、简介太阳能是指利用太阳辐射能进行能量转换的技术，是一种清洁、可再生的能源。
太阳能一直以来都是人类生存发展的重要能源之一，它具有丰富的资源、广泛的分布以及不会污染环境等优点，因此备受关注。
二、原理太阳能的利用主要是通过光伏发电和太阳热利用两种方式。
1. 光伏发电光伏发电是指利用太阳能光子对半导体材料的电子激发产生电能的过程。
光伏发电的关键是光伏效应，即当光线照射到半导体材料上时，光能会激发材料中的电子，从而产生电能。
光伏电池是将光能直接转化为电能的装置，由多个单元组成，每个单元都是由两层半导体材料（P型和N型）组成。
当光线照射到光伏电池上时，光子激发了电池中的电子，使其跃迁到P-N结附近形成电流。
这样就实现了太阳能的转化，产生了电能。
2. 太阳热利用太阳热利用是指利用太阳能的热量进行加热、热水供应、空调等方面的应用。
太阳热利用主要通过集热器将太阳能转化为热能。
集热器是一种能够吸收太阳辐射并将其转化为热能的设备，一般利用黑色吸热材料来吸收太阳热量，并通过传导和对流将热能传递给工质，从而实现热能的利用。
太阳热利用广泛应用于家庭热水供应、建筑供暖、农业温室等领域。
三、优势太阳能具有以下几个优势：1. 清洁环保：太阳能利用过程中不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境无污染，是一种清洁的能源形式。
2. 可再生资源：太阳能属于可再生能源，太阳每天都会升起，不会消耗殆尽，具有丰富的资源。
3. 广泛分布：太阳能资源在全球范围内广泛分布，几乎每个地方都可以利用太阳能进行发电或热利用。
4. 经济可行性：太阳能的成本逐渐降低，技术不断进步，使太阳能成为一种具有经济可行性的能源选择。
四、应用领域太阳能的应用领域广泛，主要包括以下几个方面：1. 光伏发电：太阳能光伏发电系统可以应用于家庭、企事业单位、工业园区等各种场所，为电力供应提供可靠、清洁的能源。
2. 太阳热利用：太阳能热水器广泛应用于家庭、酒店、学校等热水供应场所，太阳能温室可用于农业种植，太阳能空调可用于建筑空调系统。
太阳能利用技术
优点：效率高，性能稳定
* 单晶硅：
不足：效率达到极限生产过 程耗能高，工艺繁琐
多晶硅太阳能电池 与单晶硅比较, 由于所使用的硅远较单晶硅少, 其成本远低于 单晶硅电池,具有独特的优势。多晶硅太阳能电池[13]的制作工 艺与 单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转 换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1 日日本夏普上市效率为14.8%的世界最 高效率多晶硅太阳能电 池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材 料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发 展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能 电池短。
光热发电技术比较
光热发电典型案例及公司项目
中科院电工所1MW塔式光热示范电 站，2011年7月17日产汽，2012年8 月9日发电。
龙腾太阳能内蒙古乌拉特中旗 600米1.6MWth槽式回路
2.光能—电能的转换 光能—电能的转换，它的主要原理是在光照 之下，把太阳能电池组产生的电能给蓄电组 充电或者直接给用电机器提供电能，这种发 电方式也叫光伏发电。 光伏发电主要是由太阳能电池板、控制器、 逆变器三大部件组成，其中太阳能电池板起 到核心作用，它是光转变为电能的枢纽[10]。 太阳能电池板是一个半导体组件，有阳光照 射在上面时，半导体组件将光能转换为电能， 当若干个电池板串联或并联组成电池方阵时 就会产生大功率的电流[11]。目前世界上应 用最广泛的太阳电池是单晶体硅太阳电池、 多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。
◆我国的太阳能资源
我国太阳能资源十分丰富，全 国有2/3以上的地区，年辐照总量 大于502万千焦/平方米，年日照时 数在2000小时以上。
◆太阳能的优点：
1) 储量丰富。每年到达地球表面的太阳辐射能约为 130 亿吨标准煤， 约为目前全球耗能总和的2 × 104 倍。
太阳能简介
太阳能是一种清洁、高效、可持续利用的新能源，它具有绿色环保、价格低廉、可再生等优点。
在人们的生活、工作中有广泛的应用，越来越受到人们的青睐。
太阳能发电是指将太阳能转变成电能，其包括两大类型：一类是将太阳能直接转变成电能，例如光伏发电、光化学发电等；另一类是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能的发电方式。
目前太阳能电池应用最广的是以半导体材料硅为基础的，单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜电池。
由单体太阳电池经串、并联构成电池组件与蓄电池组，充放电控制器，逆变器，直、交流负载等设备组成太阳能发电系统。
其中电池组件根据光生伏特效应原理，将太阳能直接转化为直流电能，经由逆变器将直流电转换220v交流电，可供家用电器使用
由于太阳能发电是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，其发电过程简单，安全可靠。
与常规火力发电相比具有不可比拟优点，势必会在未来社会中有广阔的发展前景与应用前景。
图一[任选一图]
图二。
太阳能简介
太阳能【概念】太阳能（Solar）一般指太阳光的辐射能量。
在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。
太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。
太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。
到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。
狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。
我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。
发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。
太阳能的利用有光化学反应,被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。
使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。
现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。
主要是硅光电池在吸收太阳所发射出来的光能，硅光电池主要是从沙子里提炼出来的，由贝尔实验室开发。
太阳能[]【原理】太阳能是太阳内部或者表面的黑子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1367w/㎡。
地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。
在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。
太阳能的简介及利用资料
能量之源——太阳
人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳：
1.植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能 转变成化学能在植物体内贮存下来。 2.煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动 植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。
能量之源——太阳
在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能 源的重要组成部分，并不断得到发展。
太阳能光发电
太阳能光发电：利用光生伏特效应将太阳辐射能直接
转换为电能 。
光生伏特效应： 简称“光伏效应”，指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不 同部位之间产生电位差的现象。 它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；
其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间
光伏电池的光电转化效率不 断提高
光伏发电主要集中在日本、 欧盟和美国，其光伏发电量约 占世界光伏发电量的80％
10多年来，我国光伏产业长
期平均维持了全球市场1％左右 的份额
今后光伏发电系统主要围绕高 效率、低成本、长寿命、美观 实用等方向发展
光化利用与光生物利用
光化转换
定义：因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。
太阳能光发电
光伏发电系统
光伏发电站
光伏发电现状和发展趋势
国外
2006年底世界太阳能光伏发
国内
20世纪90年代以来我国光伏 发电快速发展 我国光伏组件生产能力逐年 增强。成本不断降低，市场不 断扩大 2006年累计装机容量达 35Mw ，约占世界份额的3％
电装机总容量达到4961.69Mw。
太阳能简介
太阳电池
太阳电池也称太阳能电池，是能有效吸收太阳光辐 射能并使之转换成电能的半导体电子器件，一般都 由n型半导体和p型半导体构成。当阳光辐照到半导 体表面时，材料吸光产生自由正电荷（空穴）和负 电荷（电子），在 p-n 结附近产生电子-空穴对，并 将其分离到材料的不同区域，形成电动势。已经商 品化的有单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳电池。目前 主要应用于电子手表、计算器等，正在逐渐进入功 率较大的太阳能电源市场 已经实用或正重点研究的化合物有GaAs晶体, InP晶 体, CuInSe薄膜, CdTe薄膜等。它们的禁带宽度在96 ~ 155 kJ· -1 之间 ，是制作太阳电池的优选材料。 mol 其中GaAs禁带宽度138 kJ· -1，理论效率近30%， mol 但材料昂贵，只限于高效 电池、空间电池。为了提 高电池效率，利用它良好耐高温性能，专门设计了 汇聚阳光强度几倍至几百倍条件下工作的聚光太阳 电池，效率可达15-18%。将GaAs叠在 GaSb上的叠 层聚光太阳电池效率可达35.8%。 在太阳电池的基础上发展了太阳能发电系统称为光 伏发电系统，属可再生能源发电系统。它们最初作 为人造卫星和宇宙飞船的电源，20世纪70年代以后 逐渐应用于地面系统，如农村和偏远地区的供电系 统、微波中继站、电话和电视卫星地面站和地震台 站等。
太阳能利用的广阔前景
太阳辐射能的直接利用，基本上从近期来说，利用太阳能供热和采暖是具有现实意义的； 而从有四种方式，下面分别加以简单的介绍. 1 太阳能的光—热转换 这是目前技术最为成熟、成本最为低廉、因而应用最为广泛的形式.其基本原理是将太 阳辐射能收集起来，利用温室效应来加热物体而获得热能. 地膜、大棚、温室等.目前使用 得例如较多的太阳能收集装置有两种：一种是平板型集热器，例如太阳能热水器、太阳能 干燥器、太阳能蒸馏器以及箱式太阳灶等；另一种是聚焦型集热器，例如太阳能开水器、 太阳能理疗器以及反射式太阳灶、高温太阳炉等. 2 太阳能的光—电转换 太阳能的大规模利用，主要是用于发电.太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转 换方式，另一种是光—电直接转换方式. 2．1光—热—电转换方式：就是利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热 器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电.前一个过程是光—热转换过程； 后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而 成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要 投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500）美元.因此，目前只能小规模地应用于 特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争. 2．2 光—电直接转换方式：其基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电 能.光—电转换的基本装置就是太阳电池.目前常用的是硅太阳电池，它的转换效率较高，一 般可达（10～15）％，少数可达20％.太阳电池使用简单，维护方便，甚至可以做到无人管 理，例如在人造地球卫星上；此外，它的输出功率范围较宽，可从几毫瓦直至若干千瓦.它 适用于电子仪表、光电信号器件、无人中继站、高山气象站、输油输气管道的阴极保护等 许多方面，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵 的输电线路.但是在目前阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规 模使用仍然受到经济上的限制. 但是，从长远来看，随着太阳电池制造技术的改进以及新的光—电转换装置的发明， 它仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广 阔的前景.为了不受昼夜、季节和天气条件等因素的影响，同时又能高效率地连续供电，利 用太阳能空间电站是一个富有科学创造性的发展计划.它的主要设想是在地球同步卫星轨道 的空间站上建立面积达10平方公里的太阳电池板，将收集到的太阳辐射能转换成电能，利 用微波发生器把电能转换成微波，发射回地球，由地面站的巨大天线阵列加以接收，再把 微波转换成电能.美国原来计划在20世纪内发射几座太阳能空间电站，单座功率高达 1×104MW.如能试验成功，则太阳辐射能势必可以大规模地加以利用，成为未来世界的主
太阳能简介
太阳能简介1. 引言太阳能是一种可再生的能源，利用太阳的辐射能来产生电力或产热。
太阳能是一种干净、环保的能源，被广泛应用于各个领域，如家庭、工业以及交通等。
本文将介绍太阳能的原理和应用，并探讨其对环境和社会的潜在影响。
2. 太阳能的原理太阳能的利用主要基于太阳的辐射能，包括光和热。
太阳在核聚变反应中产生巨大能量，其中的一部分以光的形式释放到外部空间，称为太阳光。
太阳光可以通过光伏效应转换为电能，或通过太阳热能系统转化为热能。
2.1 光伏效应光伏效应是利用光的能量来激发半导体材料中的电子，从而形成电流的现象。
当太阳光照射在光伏电池上时，其中的光子与材料中的原子碰撞，激发出电子。
这些电子可以通过导线传输，并在负载上产生电能。
光伏电池是太阳能发电的主要装置，广泛应用于太阳能发电站和家庭光伏系统等。
2.2 太阳热能除了光伏发电，太阳能还可以通过太阳热能系统转化为热能。
太阳热能系统利用太阳的辐射能来加热水或空气，用于家庭供热、热水器、蒸发冷却和工业过程等。
太阳能热水器和太阳能集热器是太阳能热能系统的典型应用。
3. 太阳能的应用太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
3.1 家庭应用太阳能在家庭中的应用主要集中在家庭光伏系统和太阳能热水器两个方面。
家庭光伏系统通过安装光伏电池板在屋顶上，将太阳能转化为电能，供家庭使用或卖给电力公司。
太阳能热水器利用太阳能加热水，提供家庭热水需求，可大幅降低家庭的能源消耗。
3.2 工业应用太阳能在工业领域的应用主要包括太阳能发电和太阳能加热系统。
太阳能发电站是将太阳能集中转化为电能的大型装置，能够为城市和工业区域供电。
太阳能加热系统可以应用于工业过程中的热源供给，如蒸汽发生器和空调系统。
3.3 交通应用太阳能在交通领域的应用主要体现在太阳能电动车上。
太阳能电动车使用光伏电池板作为能源装置，将太阳能转化为电能，驱动车辆运行。
太阳能电动车具有零排放、节能环保的特点，是未来交通领域的发展方向。
太阳能的简介及利用资料
内容概要
1.太阳与太阳能简介 2.太阳能开发途径
（1）光发电与热发电 （2）光发电国内外发展趋势 （3）光化利用 人工光合作用
3.太阳能应用项目举例 （1）太阳房 （2）空间太阳能发电站 （3）太阳能能是由内部氢原子 发生氢氦聚变释放出巨 大核能而产生的能，来 自太阳的辐射能量。
太阳能光发电
光伏发电系统
光伏发电站
光伏发电现状和发展趋势
? 国外
? 国内
? 2006年底世界太阳能光伏发 ? 20世纪90年代以来我国光伏
电装机总容量达到4961.69Mw。 发电快速发展
? 光伏电池的光电转化效率不 断提高
? 我国光伏组件生产能力逐年 增强。成本不断降低，市场不 断扩大
? 光伏发电主要集中在日本、 ? 2006年累计装机容量达
欧盟和美国，其光伏发电量约
35Mw ，约占世界份额的3％
占世界光伏发电量的80％
? 10多年来，我国光伏产业长
? 今后光伏发电系统主要围绕高
期平均维持了全球市场1％左右
效率、低成本、长寿命、美观
的份额
实用等方向发展
光化利用与光生物利用
光化转换
? 定义：因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。
能量之源——太阳
? 在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能 源的重要组成部分，并不断得到发展。
太阳能的利用：
1.光热转换 2.光电转换
太阳能的开发途径
? 太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每 秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。
? 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既 可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
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太阳能基本概念
太阳常数是指平均日地距离时，地球大气层上 界垂直太阳光线的单位面积表面、单位时间内所接 受的太阳能。太阳常数也存在不同时间尺度的波动， 并有一定的周期性变化，变化幅度通常在3-4%左 右。多数文献上采用1365W/m2 。
平板型集热器是非聚光类集热器中最简单且应 用最广的集热器。
平板型集热器构造示意图
1. 吸热板顶部的透明盖板 2
2. 与吸热表面有良好热结
3
1
合的流体通道或管道
3. 黑色吸热表面，通常为 金属板或黑色非金属材 料
4. 吸热板背面和侧面的保 温材料
5. 密封式盒体
4
5
太阳能集热器：平板集热器
平板型太阳能集热器吸收太阳辐射的面积与采 集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射 辐射，并且不需要太阳跟踪装置，结构简单，性能 可靠，维护管理简便。
真空平板集热器就是针对上述缺点而设计的。
太阳能集热器
其他类型太阳能集热器
真空管平板集热器 热管型集热器 黑流体平板型集热器
太阳能集热器：真空管平板集热器
真空集热管采用双层玻璃制成，两玻璃之间 的夹层抽成真空，避免了对流与传导的热损失； 在内管外壁使用选择性吸收膜，降低辐射散热。 但是由于内管内水容量大，启动比较慢；各管间 相互连通，如果有一根管子破裂会影响整个集热 器的正常运行。
太阳能基本概念
太阳高度角是地球表面上某点和太阳的连线与 地平线之间的夹角。
太阳方位角是太阳至地面上某点的连线在地面 上的投影与南向（当地子午线）的夹角。它代表太 阳光线的水平投影离正南的角度。
太阳能基本概念
不同时间的不同地区对应着不同纬度、不同高 度角及方位角。安装太阳能集热器的时候要参考当 地的高度角和方位角。 2. 太阳能常数
电能贮存：太阳能利用光电转换把贮存在蓄电 池中。这种方法效率较高，可工业化生产，而 且贮存容量可以调节，可根据需要随时供电。
化学能贮存：现在有若干种利用太阳能制氢的 设想和试验，但仍需取得突破性的进展。从长 远来说，利用太阳能制氢作为贮存手段是比较 可取的。
太阳能基本概念
1. 太阳角 地球上某处所接收到的太阳辐射能量的多少与
因为自然循环压头低，对于大型太阳能热水系
统通常就需要采用强迫循环，由泵提供水循环的
动力。这种系统具有的优点是：笨重的水箱可以放 置在低于集热器的位置，使得安装方便；由于水循 环速度增加，提高了集热效率。缺点是需要消耗大 量的电能驱动水泵及控制系统，如停电则系统不能 工作。
太阳能热利用
2. 太阳房（太阳能取暖系统）：
太阳能集热器：热管集热器
热管型集热器有热管型管板集热器和真空热 管型两种。后者应用较为广泛。真空热管集热器 热容小，启动快，传热性能好；充装低凝固点工 质的真空热管具有防冻功能，可在严寒地区应用； 重力热管具有热二极管的热性，可自动防止系统 夜间热水倒流散热；个别管子的更换，不影响系 统的整体运行。
白天收集到的太阳辐射能贮存起来，通过调节和控 制系统，使其满足连续稳定供能的要求。
太阳能可以转换成机械能、热能、电能、化学 能和生物质能等多种形式贮存起来。
克服太阳能缺点的方法：贮能
机械能贮存：利用太阳能作为原动力来驱动惯 性很大的圆盘，在圆盘上悬挂一个重物等方法， 但不能大量地贮存太阳能。
热能贮存：通常又可以分为显热贮存和潜热贮 存等两种。显热贮存是利用材料吸收热量后温 度升高来贮存太阳能，是一种技术比较成熟、 效率比较高、成本也相对比较低的贮能方法。
图 1-2 太阳池的结构
上层对流区 无对流区 下层对流区
太阳能集热器：太阳池
在太阳池的设计和建造过程中，首先应当对当 地的太阳辐射资源、盐资源（盐价）、气候和水文、 地质条件以及土方施工的费用等进行调查研究。
太阳能集热器：太阳池
为了把太阳池中已经收集的热能加以利用，可 以在池底布置热交换器，工质在泵的作用下进入热 交换器，从太阳池底部吸收能量，温度提高后流出； 另一种办法是利用池内的密度梯度实现分层流动， 从下层对流区的一端抽取热的池水，在池外的热交 换器中放出热能，温度降低后再从另一侧返回池的 底部。
太阳能集热器：真空管平板集热器
太阳能集热器：热管集热器
热管是一种新型的换热器，能通过一个很小 的表面积传递大量的热能。它是一根两端封闭的 管子，管内充有一定量的传热工质。当热管一端 受热，一端冷凝时，工质在热端蒸发，促使蒸汽 流到冷端凝结，凝结液在毛细力或重力作用下流 回热端，形成循环流动。
太阳能集热器：热管集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：太阳池
太阳池 大多数太阳能利用设备都是人工装置，具有盐
度梯度的太阳池却可以利用自然现象，即自然界中 存在的一些具有盐度梯度的湖泊。太阳池是一种盐 的浓度随深度增加而增加的盐水池，更确切地说， 是具有盐度梯度的水池。
太阳能贮存
太阳能的电贮存一般分为直接和间接两大类。 太阳能可以通过光伏、光电、光磁、光生电流等直 接转换成电能并贮存起来，原则上不受卡诺循环的 限制，因而可能会有相对较高的功率；太阳能通过 热能或化学能间接转换成电能并贮存。
太阳能热利用
目前世界上较为常见的太阳能的热利用方式有 太阳能热水器、太阳房、太阳能干燥、太阳能蒸馏 （海水淡化）、太阳炉、太阳灶、太阳能制冷、太 阳能制氢及太阳能热动力发电等，下面我们将一一 加以介绍。
太阳相对于地球的位置有关。计算太阳在天球中对 地球上某点的相对位置，可以用地球纬度、太阳赤 纬、太阳高度角、太阳方位角、时角等太阳角进行 定位。
太阳能基本概念
地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的 夹角成为太阳赤纬。太阳赤纬与一年中的日期序号 有关。
单位时间地球自转的角度定义为时角。规定正 午时角为0度，上午时角为负，下午时角为正。地 球自转一周为360度。
图1-3 直流式太阳能热水器
上
补给水箱
升
管
热 下自 水 降来 管 管水
管
水 箱
供 热 水 管
a) 热吸虹型直流式热水系统
电接点 温度计
电动 变流 自 量阀 来 水 管
控 制 器
蓄水箱
供 热 水 管
b) 定温放水直流式热水系统
图1-4 自然循环热水系统
上循环管 循 环 水 箱
补给水箱 补 水 管
下循环管
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
根据光学原理跟踪系统可以分为反射式和折射 式两大类；根据居官的结构和性能可以分为二维和 三维：二维聚光器聚焦在一条线上，采用管状吸收 器，结构比较简单，运行时可以只沿着一个轴向 （高度）跟踪太阳或进行定时跟踪；三维聚光器聚 焦在一个点上，采用小面积吸收器，需要同时跟踪 两个轴向（高度和方位），聚光比相对较高。
太阳能集热器：真空管平板集热器
普通的平板式集热器，在吸收太阳辐射能并 将其转换成热能的过程中存在着较大的热损失， 其中包括： 导热损失：通过背部保温材料的导热损失， 它与吸热板温度和环境温度之差成正比。
太阳能集热器：真空管平板集热器
对流换热损失：吸热板和透明盖板间存在自然 对流热损，并通过透明盖板向外界空气散热，这些 对流热损失不仅与温度差成正比，还与外界风速有 关。 辐射热损失：与吸热板的热发射率成正比。
克服太阳能缺点的方法：贮能
显热贮存的缺点是需要数量较大的材料，贮热 材料的温度变化也比较大。潜热贮存是利用材 料相变时吸收热量来贮存太阳能的方法。利用 潜热贮能所需材料相对较少，而且温度基本恒 定，但技术上仍需解决相变材料过冷和老化等 问题，同时这些材料的价格通常都比较贵。
克服太阳能缺点的方法：贮能
太阳能光-热利用
太阳能热利用主要分为以下几个方面： 1. 太阳能的收集：平板型和聚焦型集热器 2. 太阳能-热能转换 3. 太阳能的贮存：热贮存、电贮存
太阳能集热器：平板集热器
太阳能集热器是把太阳辐射能转换为热能的装 置，是太阳能利用的核心设备。常见的太阳能集热 器有平板型、聚光型两大类。 平板型太阳能集热器
太阳能集热器：聚焦集热器
聚光型太阳能集热器 投射到地球表面上的能量密度是很低的，平板
型集热器所能达到的温度受到很大的限制，而且平 板型集热器越大，其热损失越多、效率越低，对于 适宜在高温条件下运行的太阳能热发电站应采用能 增大能量密度的聚光型集热器。
太阳能集热器：聚焦集热器
聚光型集热器通常由三部分组成：聚光器、吸 收器和跟踪系统。其工作原理是，自然阳光经聚光 器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介 质；跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的 位置以保证聚光器的开口面与入射太阳辐射总是互 相垂直的。
太阳能热利用
系统如图1-5所示，定温放水的控制设备需要辅助 能源，还降低了系统的可靠性，增加了管理与维修 量；此外，电磁阀要靠水箱内的水造成一定压力才 能关闭严密，所以蓄水箱要位于循环水箱以下一定 距离，而用水又需要一定压头，使蓄水箱的位置高 低受到很大限制，也限制了该热水系统的使用。
太阳能热利用
太阳能集热器：太阳池
太阳池有效地工作取决于是否有一个相对固定 的盐度梯度。正是这个盐度梯度使太阳池得以维持 上低下高的温度分布。盐度梯度的建立是和最初向 太阳池充液同时完成的。
太阳能贮存
为了使太阳能成为连续、均匀、稳定的能源， 贮存是必不可少的。
热交换
热交换
太阳能 集热器
蓄热器
热负荷
一般的贮热过程，可分为显热贮热、潜热贮热、 显热-潜热混合贮存及可逆化学反应热贮热等方法。
太阳能利用方式