新能源技术-太阳能

年辐射总量 104kJ/cm2·年
670～837 （相当225～ 285kg标准煤）
586～670 （相当于200～ 225kg标准煤）
502～586 （相当于170～ 200kg标准煤）
419～502 （相当于140～ 170kg标准煤）
335～419
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地球上的能流图（单位106MW）
2020年8月4日
2020年8月4日
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§3.6 太阳能电池发电的前景
为了进一步普及太阳能电池，今后在提高 太阳能电池效率和降低成本的同时，提高辅助 设备的性能、降低成本。并尽可能多样化，如 建材一体化型太阳能电池模块的开发。
日本打算在2005年将太阳能电池的发电成 本降至25日元/kWh，2010年将太阳能电池的发 电成本降至20日元/kWh。从而走出一条成本降 低需求扩大生产规模扩大进一步降低成 本的良性循环。
2020年8月4日
石油工业
中哈石油管道 2004年9月开工， 预计2005年年底 建成。管道投入运 营后将保证每年向 中方输出1000万 吨原油。
第三章：太阳能发电
§3.1 太阳能概述 §3.2 有关太阳能辐射的基本知识 §3.3 太阳能集热器 §3.4 太阳能电池 §3.5 太阳能制氢 §3.6 太阳能电池发电的前景
太阳能的利用手段主要是光-热转换（太阳
能热水器、太阳房）、光-电转换（单晶硅太阳 能电池，理论效率28%）和太阳能-氢能系统。
2020年8月4日
2008年奥运新能源建设
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§3.2 有关太阳能辐射的基本知识
3.2.1 太阳辐射通量和太阳常数 3.2.2 大气层外太阳辐射光谱 3.2.3 大气对太阳辐射的消弱作用 3.2.4 大气对地面的保温作用 3.2.5 太阳直接辐射通量 3.2.6 气温的日变化和年变化
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2008年奥运新能源建设
地热采暖及水源热泵：至2008年，全市共完成地热井160眼。建设 奥运公园地热供暖工程，为奥运场馆提供地热采暖面积40万平方米。
太阳能利用：大力推进太阳能利用，实施光伏发电示范工程，在 奥运公园内实现光伏发电3MW，同时实现90%的生活热水由太阳能加 热。建设奥运公园光电利用工程、奥运公园光热利用工程。
2020年8月4日
思考题
从太阳中心至1/4太阳半径处，
§3.1 太阳能概述 集中了太阳物质质量的一半，
这里的温度高达1500万度，压 强达2500亿个大气压（离它 2000千米以内的所有东西都将 全部被烧焦），称此区域为核 反应区，太阳所发射的能量的
9 9 % 在 这 里 产 生太。阳能是太阳辐射出的能量。在地球上，除
新能源发电技术
于 立 军 工学博士
副教授
上海交通大学 热能所 机械大楼 331房间 办公室：3420 6287 手机： 1390 188 2379 ljyu@sjtu.edu.cn
2020年8月4日
如果计划能够顺利转成 现实，俄罗斯每年出口 中国的石油量将暴涨20 倍，由150万吨扩大至 3000万吨，从而彻底改 变俄罗斯原油出口中国 全靠火车运输的局面。
我国的太阳能资源
2020年8月4日
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“能源革命迫在眉睫”
§3.3 太阳能集热器
太阳能集热器 太阳能发展计划
3.3.1 平板型太阳集热器 3.3.2 全玻璃真空太阳集热管 3.3.3 聚焦型集热器
地球的 能流图
我国的太阳能资源 大型太阳能热水系统
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所谓的太阳能电池 就是通过半导体， 将太阳能直接转换 为电能的发电装置。
§3.4 太阳能电池
3.4.1 太阳能电池发电原理 3.4.2 太阳能电池的转换效率 3.4.3 种类丰富的太阳能电池 3.4.4 太阳能电池发电系统的构成 3.4.5 光波发电
2020年8月4日
优点：
1. 资源免费、永久 使用；
2. 发电效率与发电优点
规模无关；
3. 无NOx、Sox排放；
4. 无转动、无噪音。
了原子能以外，太阳能是其它各种能量（燃料能、 风能、水能）的来源。
1万平方公里 等于5个三峡 发电量
太阳是一个巨大的炽热的气体星球，它源源 不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，这 称为太阳辐射。太阳辐射仅有极微小的部分（约 二十亿分之一）到达地球，是地球上最主要的能 量源泉。太阳每分钟向地球输送的能量，大约相 当于燃烧 4亿吨煤产生的热量。
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地球绕太阳运行的示意图
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15kW
太阳能 发电系统
3 新疆北部、甘肃东南部、山西南部、 2200－3000 陕西北部、河北东南部、山东、河南、 吉林、辽宁、云南、广东南部、福建 南部、江苏北部、安徽北部、
4 湖南、广西、江西、浙江、湖北、福 建北部、广东北部、陕西南部、江苏 南部、安徽南部、黑龙江
5 四川、贵州
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1400－2200 1000－1400
风能发电：在北京周边地区现有及计划建设的风力发电厂装机容 量约为5万kW，其能力基本达到奥运公园所需电力的20 %（申奥承 诺），争取在举办奥运会期间向周边地区购买风力发电，同时积极探 索在延庆建设风力发电厂的可行性。
生物质能：提高农村用能品位，改善农村大气环境和水环境，实 现农业废弃物资源综合利用。主要实施生物质气化集中供气系统工程 和大型沼气能环工程。
燃料电池汽车和电动汽车：研究和开发燃料电池汽车和电动汽车， 以改善交通所造成的污染。
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我国的太阳能资源
序号
地区
年日照时数
1 西藏西部、新疆东南部、青海西部、 2800－3300 甘肃西部
Baidu Nhomakorabea
2 西藏东南部、新疆南部、青海东部、 3000－3200 宁夏南部、甘肃中部、内蒙古、山西 北部、河北西北部
缺点： 1. 能量密度低；
2. 发电缺效点率低；
3. 受气候影响； 4. 需要辅助发电设备； 5. 发电成本高。
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§3.5 太阳能制氢
利用太阳能制氢，以氢气作为载能体，大 规模地收集利用太阳能，为人类提供了一个既 能满足能源需求，又不污染环境的替代能源。
德国一座500kW的太阳能制氢试验厂目前 已经投入试验运行。生产的氢气被用作锅炉和 内燃机的燃料或者用于燃料电池的运行。在沙 特 阿 拉 伯 也 建 成 一 个 类 似 的 350kW 的 太 阳 能 制 氢系统。