毕业论文（设计）太阳能发电技术的研究

1、太阳能发电技术的研究摘要能源是人类整个发展历史中不可或缺的因素，而随着社会的发展，能源的获 取方式也在不断更新。太阳能发电技术的出现为人类开辟了-条获取源源不断的 清洁能源的途径，而实现这一途径又有光伏发电和聚热发电两种不同的方式。光 伏发电可直接将太阳能转换为电能，这种方式因为装置结构简单，规模可任意设 置等优点而得到广泛应用。另一方面光伏发电虽然具有诸多优点，但其也存在能 量不便于存储、太阳光不稳定对电网差牛冲击等不足，而聚热发电技术则有效弥 补了这一不足，其可储能、可调峰、可持续发电等优点使成为当下太阳能利用领 域的一大研究和应用热点。本论文分别从系统组成、优势分析和发展趋势等方面 对这

2、两种方式进行了介绍。关键词太阳能光伏发电单晶硅聚热发电1综述能源作为维持整个人类社会正常稳定运行的必备因素，在任何时候都发挥着 至关重要的作用。而随着科技水平和经济水平的不断发展，以及人们对于环保和 可持续发展的不断重视，当下社会对于能源的要求也越來越高。传统能源形式因 其过高的环境代价和不可持续性在逐步地被各种各样的清洁能源所取代。太阳能 作为一种可再生的清洁能源，是未来能源发展的理想选择之一。进入二十一世纪 以来，太阳能发电技术得到迅速发展，其应用范围越来越广泛。并且随着技术的 不断成熟，太阳能发电的规模也在逐步增人。最初的太阳能发电多用于小型用户, 而口前随着电力电子技术和控制技术的不断

3、发展，各种各样的大型太阳能发电设 施已经成为人类能源结构中的重要组成部分。目前太阳能发电技术主要有两类: 太阳能光伏发电技术和太阳能光热发电技术。2.太阳能光伏发电太阳能光伏发电可直接将太阳能转换为电能，其发电装置尺寸可任意定制, 且除太阳光跟踪装置外不需要额外的机械传动部件，因此是一种较为理想的太阳 能利用方式。2.1光伏发电系统光伏发电系统主要由太阳能电池、莆电池、控制器和逆变器组成，其系统组 成如下图：图1光伏发电系统其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，太阳能电池板的质量和成本将 直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两 类，前者包括单品硅电池、多晶硅电

4、池两种，后者主要包括井品体硅太阳能电池、 铜钢稼硒太阳能电池和硏化镉太阳能电池。2.2光伏发电的优势分析近年来，太阳能光伏发电技术日趋成熟，达到了商业使用所要求的能级。不 同于火力发电，太阳能发电不需要煤、石油等石化燃料的支持。科学证明，太阳 能是巨大的，地球大约接受40分钟的太阳照射所获取的能力足以为全球人类提 供近一年的能源消费。也正因为如此，太阳能一方面可谓是取之不尽、用之不竭 的。另一方面也避免上过度开采地球上有限的石化资源，有效降低了因为石化资 源的燃料所排 放出来的二氧化碳和二氧化硫等大气污染物，有效缓解当前全球 的温室效应、酸雨等生态环境问题。2.3光伏发电技术的发展趋势2. 3

5、. 1太阳能电池工艺发展根据电池材料和制造工艺的不同，地面应用的光伏发电技术可分为晶硅太阳 电池技术、薄膜太阳电池技术、聚光太阳电池技术以及新型太阳能电池技术。第 一代晶硅太阳电池由于硅资源丰富、价格低廉、材料产业化程度高，被公认为是 目前实现太阳能高效、廉价且广泛利用的主要途径，目前晶硅太阳电池占主导市 场，市场份额超过90%,在可预见的将来，仍将占主要的市场份额，并将向低成 本和离效率发展。第二代薄膜太阳电池的主要特点是成本低、耗能少，虽然目前 其转化效率难以突破晶硅电池现有水平，市场份额不足10%,仍然被认为具有很 大发展前景，特别是新型柔性太阳电池技术受到广泛关注。薄膜太阳电池将向着

6、高效率、高稳定性和长寿命发展。第三代新型太阳电池的效率島，但材料制备困 难且价格昂贵，冃前仍处于探索研究屮，商业化还需时口，提高电池效率和稳定 性是未来发展的方向。2. 3.2光伏电站的发展并网光伏电站趋于大型化，分布式建筑光伏发电系统得到推广应用，离网式 光伏发电系统应用范围将进一步扩大并网地面光伏电站向百万千瓦级发展，目前 已有单站规模超过100万kw的在建光伏电站。分布式建筑光伏系统具有不占土 地，降低输电投资和损耗、美观节能等优点，且多位于负荷中也，可就近上网, 是未来光伏发电系统重要发展方向。离网式光伏发电系统在偏远无电地区，在通 信、交通、照明等领域的应巧规模将进一步扩大。2. 3

7、. 3光伏电网的发展光伏微电网以光伏发电为主要电源，并可与其他电源或储能装置配合，直接 分布在用户负荷中心附近进行供电。典型微电网属于”可控单元”，可完全脱离 主网运行，也可接入主网运行，可减少电网输配电投资，降低太阳能间歇性和不 稳定性对用户的影响，非常适合供电成木较商的边远山区和海胡，w及具有高可 靠性要求的用户使用，将成为提高光伏发电并网友好性的垂要途径。目前微电网 发电技术在全球尚处于研究示范阶段，成本仍然较高，随着技术持续进步，成本 逐步降低，未来发展潜力巨大。3太阳能光热发电聚光类太阳能热发电（又称太阳能光热发电）技术是通过聚光集热装置收集 太阳能，然后经过换热器将热能传递给动力回

8、路中循环做功的工质，或产生高温 高压的过热蒸汽，驱动汽轮机，再带动发电机发电。（塔式太阳能热发电技术现 状及发展浅析）3. 1光热发电系统光热发电系统主要分为槽式光热发电系统（图2）、碟式光热发电系统（图3） 以及塔式太阳能光热发电系统（图4）。其中槽式发电系统由于导热油温度不能超 过400°c，很难进一步提高发电效率；碟式发电系统仅适用于小型分布式发电; 而塔式太阳能发电系统由于集热温度高，热交换路程短，热损失小，装换效率高 等优点而得到了广泛应用。图2槽式光热发电系统图3碟式光热发电系统图4塔式太阳能光热发电系统3.2塔式光热发电系统塔式太阳能光热发电系统为聚焦型发电系统，整个系

9、统-般由聚光子系统、 集热子系统、发电子系统、蓄热子系统和辅助能源子系统组成。聚光子系统包括定fl镜场和跟踪装置，采用双轴跟踪，以微弧度的镜面保证 太阳光聚焦到塔顶的接收器；集热子系统包括定日镜场高塔和高塔顶部的接收器。发电子系统按照工质是水还是气体选用汽轮机组或燃气轮机组，其基木组成 与常规发电设备类似，由于聚光倍数高达1000以上，接收器一般可以收集1000mw 级的辐射功率，产生高达1000°c的高温，总效率在15%以上。但同时需要具备工 作流体来源于接收器或辅助能源系统的切换装置。蓄热子系统:具有储热功能，这一功能在其他太阳能热发电系统中也是应该 具备的。太阳能热发电系统在早

10、晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常 运行。当阳光投射到接收器被吸收转变成热能后，使加热盘管内流动着的介质产 生蒸汽。一部分热量用來带动汽轮发电机组发电，另一部分热量则被贮存在蓄热 器里，以备没有阳光时发电用。3.3聚热发电系统优势分析太阳能光伏发电作为一种太阳能利用形式具有很多优势，然而其也存在电能 难以储存，太阳光不稳定对电网差生冲击的缺点，而聚热发电系统恰好能有有效 客服这些缺点，其具有可储能、可调峰、可持续发电、与现有电网匹配性好以及 光电转换率高等优势。这些优点使其成为新能源领域的一个研究和投资的热点。 3.4聚热发电技术的发展趋势太阳能聚热发电具有其他发电方式所不具备的优势，

11、因此各国目前都在人力 发展该技术。在其未來的研发和应用中，将朝着“高参数、大容量、连续发电” 这三个技术方面发展。太阳能光热发电的聚光比、运行温度将不断提高，而其 发电规模将不断增大，并逐步具备与火力发电成本相当的竞争力，此外其储热效 能也将进一步提高。总体来说，这一技术将会向着低成木、大规模的方向迅速发 展，并将在人类未来的能源结构中发挥不可替代的作用。参考文献:1 张海龙，中国新能源发展研究，2014年12月2 何永泰，肖丽仙，刘晋豪，李雷，光伏/热(pv/t)太阳能系统的研究现状及解决方案,2014年9月【3】 袁炜东，国内外太阳能光热发电发展现状及前景，2015年4月4 贾培英，赵丰宇，王宏生，塔式太阳能热发电技术现状及发展浅析，2015年9月【5】 辛培裕，太阳能发电技术的综合评价及应用前景研究，2015年6月【6】sargent & lundy, assessment of parabolic trough and power tower solartechnology cost and performance forecasts, october, 20037 zheng guping, research on energy conve