太阳能发电技术发展与应用

太阳能发电技术发展与应用第一页，共29页。主要内容一：太阳能简介二：太阳能光伏发电发展应用三：太阳能热力发电

发展

应用第二页，共29页。地球资源特别是不可再生资源，其供给能力有限，并非取之不尽、用之不竭在经济不断发展同时，能源消耗不断增加，新能源作为一种替代能源，未来能缓解我们能源大量需求，可以保证经济可持续发展。传统能源产生环境问题越来越严重，危害人类健康和生存环境第三页，共29页。这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是太阳能。第四页，共29页。为什么要使用太阳能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。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。第五页，共29页。目前太阳能发电技术主要有2类：太阳能光伏发电技术和太阳能光热发电技术。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。其优点是设备简单易行，但也有着电能难以储存，太阳光不稳定对电网产生冲击的缺点，这必将使得单一的光伏发电在不久的将来遭遇发展瓶颈。太阳能光热发电凭借其可储热、可调峰、可连续发电的优点，逐渐成为可再生能源领域研发和投资的热点。第六页，共29页。主要内容一：太阳能简介二：太阳能光伏发电发展应用三：太阳能热力发电

发展

应用第七页，共29页。光伏技术发展历程1839195919601975首次发现光伏效应多晶硅太阳能电池问世;硅太阳能电池发电首次并入常规电网美国制作出非晶硅太阳能电池第八页，共29页。光伏技术发展历程198019902007太阳能电池开始规模化生产奠定了规模化工业生产的技术基础太阳能光伏发电生产能力达到创纪录的100万千瓦第九页，共29页。全球光伏产业现状及趋势1在过去15年中,全球光伏产业以25%的年均增长率成长22003年欧洲光伏市场的迅速启动,

2004年、2005年市场供不应求32007年世界光伏电池产量达到3500MW，比2006年增加了40%。42010年～2020年全球光伏产业年增长率将达34%，年安装量将达到11.34GW

美国“百万屋顶计划”

日本“新阳光计划”德国“新能源法规”第十页，共29页。我国光伏产业现状我国光伏电池产能发展统计1990年以前，我国光伏电池的生产能力还只有4.5MW/年2000年以来，受到国际大环境的影响、国际合作项目及政府项目的启动和市场的拉动，我国光伏产业的发展取得了一次飞跃。截止2009年，我国太阳能电池的生产规模增长到4GW，排名世界第一位第十一页，共29页。我国光伏产业现状2009年世界太阳能电池生产能力约20GW(如图)，其中中国占33%、美国占18%、中国台湾占15%、德国占11%、日本占10%、韩国占4%、其他占9%

2009年世界太阳能电池生产能力统计第十二页，共29页。我国光伏产业现状中国连续第三年荣登新增太阳能光伏装机容量榜首。2015年，中国新增太阳能光伏装机容量为15.15ＧＷ。截止目前，中国太阳能光伏装机容量累计达到43.5ＧＷ，首次超越德国成为全球最大的太阳能光伏国家。2015年各国太阳能光伏装机容量第十三页，共29页。太阳能电池原理太阳能电池主要由半导体硅制成。在半导体上照射光后，由于其吸收光能会激发出电子和空穴（正电荷），从而半导体中有电流流过，这可称为“光发电效应”或简称“光伏效应”。掺有磷杂质的硅含有多余电子，称为N型半导体；掺有硼杂质的硅含有多余正电荷，称为P型半导体。若将两者结合，称为PN结，这就是半导体器件的最基本结构。在PN结中，P型半导体的电子受到拉力，N型半导体的正电荷受到拉力，在结合处形成正负抵消的区域，形成阻挡层。此时，若有光照射，则激发电子自由运动流向N型半导体；正电荷则集结于P型半导体，从而产生了电位势。第十四页，共29页。太阳电池方阵单一组件的发电量是十分有限的，实际运行中，是单一组件通过电缆和汇线盒实现组件的串、并联，组成整个的组件系统，称为太阳电池方阵第十五页，共29页。太阳能光伏工作发电原理

核心部件：太阳能电池板：太阳能转为电能太阳能控制器：控制工作状态，保护蓄电池：储存逆变器：直流电转化为交流电光伏发电第十六页，共29页。太阳能光伏发电分类光伏发电一：独立光伏发电——如太阳能光伏水泵，太阳能路灯二：并网光伏发电三：分布式光伏发电分布式光伏发电并网光伏发电第十七页，共29页。光伏车棚系统光伏车棚是将光伏发电与车棚相结合的系统。既能为车辆遮风挡雨，又能利用太阳能创造出清洁光伏能源供电动车充电、灯光照明和并入电网。此系统建造几乎没有地域限制，非常灵活方便未来应用趋势第十八页，共29页。空间太阳能发电站是指在空间将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统。在空间利用太阳能，不受季节、昼夜变化的影响，接受能量密度高。同时也不受大气的影响，可以稳定地将能量传输到地面，非常适合于太阳能的大规模开发利用。未来应用趋势第十九页，共29页。弃光现象？进入今年下半年，国内煤价一路上涨，电厂用煤趋紧。但是，国内的光伏发电的利用率却未能提高，尤其在光能最丰富的西北地区，各个省份普遍存在弃光现象。很多设备崭新的新能源电厂都处在停滞状态，生产出来的电送不出去，只能停工。很多新能源电厂只有几个技术人员在维护原因一：西部地区经济发展相对滞后、电力需求不足、电力市场狭小原因二：新能源比较富足，尤其是近年来的爆发式增长，这就必然导致新能源消纳上的矛盾。解决方法：新能源电厂的建设速度降下来通过市场调节，把光电的价格降下来第二十页，共29页。主要内容一：太阳能简介二：太阳能光伏发电发展应用三：太阳能热力发电

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应用第二十一页，共29页。太阳能热力发电

太阳能热电是利用太阳辐射能转化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第二十二页，共29页。1.槽式太阳能热电系统抛物柱面槽式聚光器将阳光聚集到管状的接收器上，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。槽式太阳能热电原理图（效率低）第二十三页，共29页。2.塔式太阳能热电系统塔式太阳能热电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将太阳聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，进而产生高温，进而产生水蒸气或高温气体，推动汽轮发电机发电（效率高，一次性投入大，维修成本高）第二十四页，共29页。3.碟（盘）式太阳能热电系统蝶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。（寿命长、效率高、灵活性强，造价昂贵）第二十五页，共29页。在生活中的应用太阳能热水器太阳光照射在真空管上，真空管内壁的吸收涂层将光能转化为热能，水箱内形成冷热水对流，从而使整个水箱的水全部加热。第二十六页，共29页。太阳能热力发电发展与现状各国在运太阳能光热发电站装机容量（截止2016年）全球太阳能光热发电累计装机容量（2006~2015年）美国、西班牙两国，无论在技术上还是商业化进程，都在全球位列前茅。中国进入该市场的步伐较晚，正在全力追