太阳能发电技术原理及应用
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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
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。
直流供电系统
2.2 塔式太阳能热电系统
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。
图12 塔式太阳能热电系统原理
塔式太阳能热电厂
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 球最大太阳能电站。
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
碟式太阳能热电装置
太阳能发电优势
• 太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射 能，足够目前全球能源需求的1万倍，只要在全球4%的 沙漠安装太阳能就可以满足全球需要， • 安全可靠，不受能源危机和燃料市场不稳定的冲击 • 太阳能处处可得到，不必远距离运输，避免长距离输电 线路的损失 • 不用燃料，运行成本很低 • 太阳能发电过程中不易产生污染废弃物，是理想的清洁 能源 • 太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，可以根据负荷 的增减，任意添加或减少太阳能方阵，避免浪费
槽式热力发电系统 塔式热力发电系统 碟式热力发电系统
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。
目前主要热力 发电装置： 槽式 塔式 碟（盘）式
2.1 槽式太阳能热电系统
• 抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的 接收器上，将管内的传热工质加热，产生 高温水蒸气，推动汽轮发电机发电。
图5 直流供电系统
•
控制器作用： 控制蓄电池组的放电、充电过程，防止过冲和过放； 最优化能量管理（最佳工作点跟踪、温度补偿等）； 光伏系统工作状态显示； 光伏系统信息存储等。
交直流供电系统
图6 交直流供电系统
应用实例
太阳能路灯
太阳能广告牌
太阳能交通灯
太阳能车站
太阳能电话机
太阳能拖车
多晶硅太阳能电池板
• 3.非晶硅电池 • 材料选用SiH4（四氢化硅），虽然该材料 吸光效果和光导效果很好，但其结晶构造 比多晶硅还差。 • 非晶硅电池最大优点成本低，缺点是效率 低且随时间衰减。 • 广泛使用小功率市场，在发电市场不具竞 争力。
非晶硅太阳能电池板
光伏电池等效电路
主要内容
一、太阳能光伏发电
太阳能快艇
太阳能飞机
国内外光伏电站应用实例
国内最大的光伏电站？
徐州光伏电站
徐州光伏电站
徐州光伏电站
德国巴伐利亚太阳公园6.3MW 太阳能发电站
美国Tucson地区4.59MW太阳能 电站
深圳园博会屋顶太阳能电源
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
图9 槽式太阳能热电系统原理图
槽式太阳能热电厂
产能64兆瓦，可为 14000个家庭提供足 够的电能。 由西班牙阿希奥 纳集团负责建造，占 地面积250英亩，拥 有18.2万块凹面镜。
图10 “内华达太阳能一号”槽式太阳能热电厂，位于美国内华达州柏德市。
槽式太阳能热电厂
图11 加利福尼亚州KramerJunctionSEGSIII太阳能热发电项目
光子穿透至PN结附 近，能量被电子吸收。 若光子能量大于电子的 逸出功，电子摆脱束缚 成为自由电子，同时产 生一个带正电的空穴。 PN结具有由N指向 P的电场，电子向N运 动，空穴向P运动。表 面电极为负，背电极为 正。当与外负载连接时 形成电流。
图2 光电效应原理
太阳能电池类型
• 单晶硅硅电池 • 多晶硅硅电池 • 非晶硅硅电池
太阳能发电技术
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
槽式热力发电装置
塔式热力发电装置
碟式热力发电装置
一、太阳能光伏发电
光伏发电系统组成：
图1 光伏发电系统示意图
• 太阳能电池 组 • 太阳能控制 器 • 蓄电池 • 逆变器
1.1 太阳能电池
半导体硅的光电效应
演讲：封继军
成员：丁桂旺 陈颖 顾忠明
单晶硅电池
代表性生产厂家： 荷兰Shell Solar、西班牙Iso- foton，印度Microsol等厂家。
Βιβλιοθήκη Baidu
图4 单晶硅太阳电池
单晶硅太阳能电池板
• 2.多晶硅电池 • 多晶硅优先考虑成本，其次是效率。 • 降低成本方法： （1）纯化过程没有完全去除杂质； （2）快速结晶； （3）避免切片造成的浪费。 • 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，且效率会随着时间衰减。
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
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。
直流供电系统
2.2 塔式太阳能热电系统
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。
图12 塔式太阳能热电系统原理
塔式太阳能热电厂
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 球最大太阳能电站。
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
碟式太阳能热电装置
太阳能发电优势
• 太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射 能，足够目前全球能源需求的1万倍，只要在全球4%的 沙漠安装太阳能就可以满足全球需要， • 安全可靠，不受能源危机和燃料市场不稳定的冲击 • 太阳能处处可得到，不必远距离运输，避免长距离输电 线路的损失 • 不用燃料，运行成本很低 • 太阳能发电过程中不易产生污染废弃物，是理想的清洁 能源 • 太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，可以根据负荷 的增减，任意添加或减少太阳能方阵，避免浪费
槽式热力发电系统 塔式热力发电系统 碟式热力发电系统
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。
目前主要热力 发电装置： 槽式 塔式 碟（盘）式
2.1 槽式太阳能热电系统
• 抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的 接收器上，将管内的传热工质加热，产生 高温水蒸气，推动汽轮发电机发电。
图5 直流供电系统
•
控制器作用： 控制蓄电池组的放电、充电过程，防止过冲和过放； 最优化能量管理（最佳工作点跟踪、温度补偿等）； 光伏系统工作状态显示； 光伏系统信息存储等。
交直流供电系统
图6 交直流供电系统
应用实例
太阳能路灯
太阳能广告牌
太阳能交通灯
太阳能车站
太阳能电话机
太阳能拖车
多晶硅太阳能电池板
• 3.非晶硅电池 • 材料选用SiH4（四氢化硅），虽然该材料 吸光效果和光导效果很好，但其结晶构造 比多晶硅还差。 • 非晶硅电池最大优点成本低，缺点是效率 低且随时间衰减。 • 广泛使用小功率市场，在发电市场不具竞 争力。
非晶硅太阳能电池板
光伏电池等效电路
主要内容
一、太阳能光伏发电
太阳能快艇
太阳能飞机
国内外光伏电站应用实例
国内最大的光伏电站？
徐州光伏电站
徐州光伏电站
徐州光伏电站
德国巴伐利亚太阳公园6.3MW 太阳能发电站
美国Tucson地区4.59MW太阳能 电站
深圳园博会屋顶太阳能电源
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
图9 槽式太阳能热电系统原理图
槽式太阳能热电厂
产能64兆瓦，可为 14000个家庭提供足 够的电能。 由西班牙阿希奥 纳集团负责建造，占 地面积250英亩，拥 有18.2万块凹面镜。
图10 “内华达太阳能一号”槽式太阳能热电厂，位于美国内华达州柏德市。
槽式太阳能热电厂
图11 加利福尼亚州KramerJunctionSEGSIII太阳能热发电项目
光子穿透至PN结附 近，能量被电子吸收。 若光子能量大于电子的 逸出功，电子摆脱束缚 成为自由电子，同时产 生一个带正电的空穴。 PN结具有由N指向 P的电场，电子向N运 动，空穴向P运动。表 面电极为负，背电极为 正。当与外负载连接时 形成电流。
图2 光电效应原理
太阳能电池类型
• 单晶硅硅电池 • 多晶硅硅电池 • 非晶硅硅电池
太阳能发电技术
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
槽式热力发电装置
塔式热力发电装置
碟式热力发电装置
一、太阳能光伏发电
光伏发电系统组成：
图1 光伏发电系统示意图
• 太阳能电池 组 • 太阳能控制 器 • 蓄电池 • 逆变器
1.1 太阳能电池
半导体硅的光电效应
演讲：封继军
成员：丁桂旺 陈颖 顾忠明
单晶硅电池
代表性生产厂家： 荷兰Shell Solar、西班牙Iso- foton，印度Microsol等厂家。
Βιβλιοθήκη Baidu
图4 单晶硅太阳电池
单晶硅太阳能电池板
• 2.多晶硅电池 • 多晶硅优先考虑成本，其次是效率。 • 降低成本方法： （1）纯化过程没有完全去除杂质； （2）快速结晶； （3）避免切片造成的浪费。 • 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，且效率会随着时间衰减。