太阳能利用技术第七篇

太阳能利用技术第七篇◆

《关于实施金太阳工程的通知》财建【2009】397号

《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》◆支持范围：

●用户侧并网光伏发电示范项目；●偏远无电地区光伏发电示范项目；

●大型并网发电示范项目；适合太阳能资源丰富地区；

●太阳能光电建筑应用示范项目；

◆支持条件

装机容量不低于300kWp;每省工程总规模不超过20兆瓦。

运行期不少于20年；

业主单位总资产不少于1亿元，项目资本金不低于总投资的30%。

◆补助标准：

并网光伏发电项目，按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%补助。

偏远无电地区的独立光伏系统按总投资的70%补助。

上网电价：按国家核定的当地脱硫燃煤机组标准上网电价全额收购。光-电转换太阳能光伏发电太阳能热力发电水蒸汽（槽、碟、塔式）低沸点工质(太阳池)气体(烟囱，Stirling)光转电的形式太阳能光伏发电◆主要优点结构简单，体积小且轻易安装，易运输，建设周期短容易启动，维护简单清洁，安全，无噪声可靠性高，寿命长太阳能无处没有，应用范围广◆主要缺点能量分散，间歇性大地域性强转换效率低成本高太阳能光伏发电太阳能电池技术▲光伏单元(PVCell)▲光伏组件(PVModule）▲光伏方阵(PVArray)太阳能电池技术▲光伏产业链太阳能电池技术▲晶体硅太阳电池组件制造工艺流程光伏发电系统设备构成▲串联时组件工作电流需相▲并联时组件工作电压需相▲组件互联接线最短原则总线电压下降，输出电流也大幅下降，系统可能不能正常工作。总线电压可保持不变，虽然少了一组电流，但系统可正常工作。纵联横并横联纵并世界光伏电池的发展情况及趋势从1988到2003光伏电池产量平均每年递增20％，近年来发展更快。近20年光伏电池效率逐渐缓慢提高：第一代单晶硅商业电池转换效率达17％，实验室达24.7％。

近25年光伏电池产量每加一倍，价格下降20%。美国能源部估计：现在组件价相当于30美分1度电，要使价格下降到2美分1度电,按现在的下降速率需要25年。必须采取新技术以使在10～15年左右时间内下降到2美分1度电。主要国家发展光伏发电计划◆欧盟---2010年建3GW的光伏发电。◆日本---计划到2010年太阳能发电量达到4.82GW。◆美国---到2020年光伏发电累计安装36GW，占美国发电装机增量的15%左右◆中国---到2010年光伏发电装机30万kW。2020年，可再生能源的比重从目前的7%提高到15%左右。由国家发改委牵头，投资100亿元，到2010年，用风电、光电和其它可再生能源解决2300万户无电地区居民和边防哨所等的用电问题。光伏电池特性I-输出电流，IL-光电流，Rs-内阻，Ish-旁路电流，Rsh-并联电阻光伏电池的等效电路热斑效应◆一个方阵在阳光下出现局部发热点的现象称为热斑效应，热斑温度有可能高达200°C，使焊点融化，破坏封装材料，甚至使方阵失效。◆原因：坏电池、电极焊片虚焊、电池破碎、电池局部受到阴影遮档。流过电流3I，当超过电池的光生电流时，其工作点对应的电压进入反偏区Ur，承受负电压，电池象负载一样吸收功率产生热量，当超过一定限值时，快速升温，出现热斑。损坏，无电流输出热斑效应◆应对措施：防止以上情况发生；加设旁路二级管以增加方阵可靠性◆正常时，旁路二极管承受反压不导通。当光电池发生热斑效应承受负电压时，与其并联的旁路二极管导通，将其短路。虽然损失一部分功率，但不会失去全部功率。光伏发电系统设备构成◆DC-AC逆变器◆控制器防止蓄电池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光伏发电系统分类按是否聚光分：◆聚光发电系统◆非聚光发电系统按供能方式分：◆独立光伏发电系统（离网系统）◆并网光伏发电系统◆宇宙光伏发电系统◆混合光伏发电机系统独立式太阳能光伏发电(1)独立光伏发电系统：独立光伏电站、光伏水泵航标及灯塔电源，太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳帽、太阳能充电器、太阳能计算器等。是我国目前主要的光伏发电应用市场，且每年以20%的速度增长独立式太阳能光伏发电并网式太阳能光伏发电(2)联网光伏发电系统：所发电力直接进入电网，省掉了储能单元，因而可使其成本下降18%左右。住宅用并网光伏系统集中式并网光伏系统（电站）并网式太阳能光伏发电太阳能光伏发电并网逆变器功能：自动运行和停机最大功率点跟踪控制（MPPT）防独立运行（孤岛效应）被动式防护主动式防护自动电压调整太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电光伏发电系统光伏电池特性太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能热发电利用太阳集热器收集太阳能加热工质

产生过热蒸汽驱动热动力装置带动发电机太阳能热发电太阳能热发电太阳能热发电系统组成▲聚光集热子系统：聚光器：平面反射镜、曲面反射镜接收器：将太阳辐射能转变为热能跟踪装置▲蓄热子系统——在集热器与汽轮发电机之间提供缓冲，保证机组稳定运行。▲辅助能源子系统——常规燃料锅炉▲汽轮发电子系统：现代汽轮机，燃气轮机，低沸点工质汽轮机，斯特林发动机▲聚光器在太阳能热发电系统，最常用的是：平面反射镜：用于塔式热发电，可将工质加热到500~2000°C，构成高温塔式太阳能热发电系统。曲面反射镜：一维抛物面反射镜—槽型抛物面反射镜，集热温度可达400°C，构成槽式热发电系统。二维抛物面反射镜—盘式抛物面反射镜，焦点温度可达800~1000°C，构成盘式太阳能热发电系统。太阳能热发电▲聚光器的主要性能要求1、光学性能—镜面反射率越高越好。现多采用玻璃背面镜，即将银或铝蒸镀在玻璃反射镜的背面，再喷涂上多层漆保护层，或封夹在两层玻璃之间。另外要定期对镜面进行清洗。2、光学性能—镜面平整度，机械强度和稳定性，能抗大风的吹刮。3、化学稳定性——耐腐蚀▲接收器——将太阳辐射能转变为热能，并传递给工质的部件。聚光方式不同，接收器结构差别很大。▲关键技术：接收器表面涂覆选择性吸收膜，使对太阳辐射的吸收率α高，反射率ε低。α/ε越高大，集热温度越高。太阳能热发电太阳能热发电▲跟踪装置单轴跟踪：用于槽型抛物面反射镜双轴跟踪：用于盘式抛物面反射镜和塔式聚光的平面反射镜。▲跟踪方式●程序控制方式——存在累积误差●传感控制方式——多云时难测出入射太阳辐射方向●混合控制方式——以程序控制为主，用传感器瞬时测量作反馈，对程序进行累积误差修正，能保证任何气候条件下稳定而可靠的跟踪。塔式太阳能热发电系统太阳能热发电1—定日镜；2—接收器；3—塔；4—蓄热器；5—泵；6—凝汽器7—汽轮发电机组太阳能热发电定日镜结构示意图1—入射太阳光；2—接收器；3—塔；4—定日镜中心接收塔太阳能热发电太阳能热发电原理示意图太阳能热发电定日镜太阳能热发电▲2007年6月1日，国内首座70千瓦太阳能热发电系统，在南京通过鉴定验收。▲该太阳能热发电系统建在江宁将军大道东侧，系统由定日镜场、塔式高温接收器、太阳能燃气轮机等组成，32面定日镜分成7排，每时每刻跟踪太阳，将阳光传递给铁塔上的集热器，将空气加热到1000摄氏度，高温加压空气推动发电机转动，实行光电转换。地处江宁的南京塔式太阳能热发电系统日光反射镜沿两个轴追踪太阳，把太阳辐射能集中到一个位于161.85米高的塔上方接收器上（右侧电站年发电11兆瓦；左侧电站年发电20兆瓦）日光反射镜◆最近消息，据国外媒体报道，说起太阳能，人们会想到安装在生态住宅上的光电板，效率很低，产生的电只够一台烤面包机使用。不过未来的太阳能电站将会更加壮观，效率会更高。

◆上在上面照片里有两个太阳能电站，它们围绕着两座高塔。左侧较大的太阳能阵列被它的西班牙主人索卢卡尔发电厂(SolucarPlatform)称作PS20，目前它仍处于建设中；右侧较小的太阳能阵列被称作PS10，它现在已经开始为当地电网供电。它们都通过把西班牙塞维利亚(欧洲大陆最热的地方之一)酷热的阳光转变成炙热的光束，通过一个石英窗户加热水，产生大量蒸汽，驱动一系列涡轮机转动发电。

◆大约有92%的太阳热量被直接转变成电能，这种电站产生的能量非常强，生态能源倡导者称，可以利用它从水里分解氢气，为生态动力车提供燃料。发电所需的只有阳光和很多跟踪太阳的镜子，即日光反射镜。事实上PS10有624个日光反射镜，它把能量集中到一点，产生11兆瓦能量，足够大约5500个住户使用。PS20电站有1255个日光反射镜，到2013年完全运营时，它能产生多达20兆瓦电能。◆这种电站生产的电价格很贵，大约是用普通方法生产的电能价格的3倍，但是这项技术有很大发展前途，电价有可能会下降，莫哈维沙漠里有这样一个电站，它拥有120万个日光反射镜。其他此类电站分别建在摩洛哥和阿尔及利亚。太阳能热发电槽式太阳能热发电系统槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统（SEGS）简称槽式太阳能热发电系统，也称分散式太阳能热发电系统。(正在该地进行测试的另一项技术)一个太阳能电解槽太