太阳能发电简介

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并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发 电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统 。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要 并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电 时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在 居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备 用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。
光伏发电系统的应用
太阳能光伏Βιβλιοθήκη Baidu站(大型并网)
一般陆地光伏电站 农业大棚光伏电站 渔业池塘光伏电站
光伏建筑(分布式并网或独立)
太阳能路灯、交通灯、广告牌、电话亭、公交车站 太阳能火车站、停车场、住宅、体育馆、会展馆
光伏电力、电子产品
太阳能电动车、拖车 太阳能电子表、计算器
光伏发电系统设备
不稳定:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制 以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐 射照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了 难度。
效率和成本:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的 ,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较 高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。
然而太阳能也存在以下缺点:
分散: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1,000W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。
时没有切片。制造工艺不同导致结晶构造不同,多晶
硅的结晶颗粒较小,化学键不牢,存在许多悬浮键。
光电转换效率下降(15%~17%),且效率会随着时间 衰减。2010年市场占有率达到45%。
普遍:地球上,无论何处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问 题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。
无害:太阳能是一种洁净的能源,在开发和利用时,不会产生废渣、废水 、废气,也没有噪音,更不会影响生态平衡。
巨大:照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太 阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。
太阳能发电
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能 发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电是 利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电 能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太 阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳 电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发 电装置。
光伏发电的起源和历史
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。 日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的 50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光 伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日 本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙 、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加 速工业化进程。
光伏发电的基本原理
•光生伏打效应
a) 半导体中有成对的 空穴和电子
b) 在受到光照时,电 子和空穴分别向两 侧移动
c) 最终在半导体表层 形成电势差
光伏发电系统
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电 源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有 蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
晶硅光伏电池是以高纯晶体硅为原料的光伏电池。
•单晶硅光伏电池 •多晶硅光伏电池
•单晶硅光伏电池内的硅原子结晶非常完整,是由单一 的结晶构成电池的细胞元。由于完整的结晶,自由电 子和空穴在内部的移动不会受到阻碍,不容易发生自 由电子与空穴复合的情况,所以单晶硅电池效率高( 16%~19%)。由于完整的结晶,硅原子之间的化学键 非常坚固,不容易因为紫外线破坏化学键而产生悬浮 键,悬浮键会阻碍自由电子的移动,甚至捕捉自由电 子,造成电流下降。所以单晶硅电池光电转换效率不 易随时间衰退。2010年市场占有率达到42%。 •多晶硅光伏电池优先考虑成本,其次是效率。纯化过 程中没有完全去除杂质,结晶时采取快速结晶,切割
太阳能发电简介
太阳能
太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具 有发挥作用的能力,甚至于是它的生存,都是由于直接或间接 来自于太阳的能量。太阳能作为一种新能源,它与常规能源 相比有四大优点:
长久:它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计,在过去漫长的11亿 年中,太阳消耗了它本身能量的2%,可以说是取之不尽,用之不竭。
光伏电池组件,逆变器,直流配电柜,交流配电柜 蓄电池组,充放电控制器,太阳跟踪控制系统
光伏电池
第一代光伏电池:晶硅光伏电池(单晶硅、多晶硅); 第二代光伏电池:薄膜光伏电池(非晶硅、铜铟镓硒、碲化镉); 第三代光伏电池:聚光光伏电池(砷化镓)。
•晶硅光伏电池
•薄膜光伏电池
•聚光光伏电池
晶硅光伏电池
光伏发电的起源和历史
1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)发现,光照能使半导体材 料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应 ”,简称“光伏效应”。
1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用 的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技 术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问 题日益突出,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,同时全球约有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。
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