光伏太阳能技术及2.ppt

绪论 n随着经济的发展，随即而来的就是能源危机和环 境污染，利用可再生、无污的能源已成为现代社 会的一个趋势。充分了解中国太阳能光伏企业发 展的现状，对比世界光伏企业的现状及优势，对 中国太阳能光伏产业的不足加以调整，积极吸取 国外太阳能光伏产业的先进科学技术发展本国太 阳能光伏产业。在引进国外先进科学技术发展本 国太阳能光伏产业的同时加强本国太阳能光伏产 业企业的责任引导，努力使本国太阳能光伏产业 能更加安全健康平稳持久的发展。文章介绍了太 阳能光伏产业的特点，基本原理，发展形势， 现 状及其应用， 光伏太阳能与其相关企业的责任透 析还有中国太阳能光伏产业的所存在的问题的一 些解决方法。 太阳能光伏技术 n太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生 物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存 ，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们 的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它 所截取的辐射能少到难以置信 （大约千万分之三 ），这么小的一点能量， 实际上比整个世界目前 现有的发电能力还大十万倍。目前全世界尤其是 工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开 始求助于太阳能，以解决能源危机。 太阳能光伏产业链及其特点 太阳能光伏产业链包括：硅料、硅片、电池片、电池组件、 应用系统5个环节。 光伏发电的优点 ： n1. 充分的清洁性。 （如果采用蓄电池方案，要考虑对废 旧蓄电池的处理） n 2. 绝对的安全性。 （并网电压一般在220V以下） n 3. 相对的广泛性。 n 4. 确实的长寿命和免维护性。 n 5. 初步的实用性。 n 6. 资源的充足性及潜在的经济性等。 n光伏发电的缺点：1. 时间周期局限。 2. 地理位置局限 n3. 气象条件局限。4.容量传输局限。5.光能转换效率偏 低 太阳能光伏发电的基本原理 n太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电 池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交 直流逆变器是其主要部件。其中的核心元 件是光伏电池组和控制器。 n目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类 ：离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统 及前两者混合系统。 太阳能电池构造与发电原理 太阳能电池基本原理 n太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件，其基本构造 是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材 料是“硅”，它是不导电的，但如果在半导体中掺入不同的 杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用P型半导体有 个空穴 (P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多 了一个正电荷)，与N型半导体多了一个自由电子的电位差 来产生电流，所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电 子激发出来，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴 均会受到内建电位的影响，分别被N型及P型半导体吸引 ，而聚集在两端。 n此时外部如用电极连接起来，形成一个回路，这就是太阳 电池发电的原理。 太阳能电池的基本特性 n光电转换效率 n % 评估太阳电池好坏的重要因素。 n 目前：实验室 24%，产业化： 15%。 n单体电池电压 n V：0.4V0.6V由材料物理特性决定。 n填充因子FF% n 评估太阳电池负载能力的重要因素。 FF=(ImVm)/(IscVoc) n 其中：Isc短路电流，Voc开路电压，Im最佳工作电流，Vm最 佳工作电压； n标准光强与环境温度地面 n AM1.5光强，1000W/m2 ，t = 25； n温度对电池性质的影响 n例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25某电池板输出功率测得为 100Wp,如果电池温度升高至45时，则电池板输出功率就不到100Wp。 世界太阳能光伏产业的总体形势 n在国际上，光伏发电产业得到了许多国家 的持续政策扶持，光伏发电的成本也随着 太阳能电池技术进步、硅原料和组件供需 形势逐步缓解而快速下降，使光伏发电成 为增长速度最快、初步实现规模化发展的 可再生能源发电技术 。 n1.光伏发电成本大幅下降。2.全球光伏发 电装机年均增长迅速。3发展中一定程度上 会受到受金融危机的影响 国内光伏产业链发展现状 n近几年来，我国光伏产业经历了爆发式增长，已基本形成 了涵盖多晶硅材料、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡 部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整 产业链。产业链各个环节的专用设备和专用材料的国产化 加快，许多设备完全实现了国产化并有部分出口。止到 2007年底，全国太阳能电池和组件的生产能力分别达到 2.9GWp和3.8GWp，当年产量分别比2006年增长148 和138，达到1.1GWp和1.7GWp，均占世界总产量 的27以上，使我国成为全球第一大太阳能电池和组件生 产国。2007年我国光伏产业的销售收入也增加到1000亿 元，从业人员达到8万人以上。 n 特别是多年持续严重制约我国光伏产业发展的高纯多 晶硅制造技术，在这两年内实现了重大技术突破。 国内光伏产业中所存在的一些问题 n2007年，我国已有500多家光伏企业和研发单位 。但产业链各个生产环节差别较大，行业主要集 中在产业链中下游。 n 1、国内多晶硅原材料生产技术落后，且产量供 应不足，多依赖国外进口 n2、硅棒、硅锭制造技术成熟，但对原材料依存度 高 n3、太阳能电池生产增长强劲，产品主要出口 n4、组件制造进入门槛低，产品附加值低，竞争力 弱 n5、光伏产品生产量大，但应用水平低 光伏太阳能技术的应用 n上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用 于空间技术通信卫星供电，上世纪末，在人 类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如 此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空 间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能 庭院灯,太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系 统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油 输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡 化系统、城镇中路标、高速公路路标等。在世纪 之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电并入城 市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入 发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成 产业化趋势。 太阳能光伏技术现实当中的应用实 例 n太阳能并网发电系统 。 n太阳能并网发电系统将太阳能转化 为电能产生电流，再通过连接器和 并网逆变器，把电能送上电网，由 于不需要蓄电池，其成本更低，系 统运行寿命更长，并且运行过程中 可进行远程监控，无需人员看守， 节省人力。并网发电已经成为现在 大规模应用太阳能的有效途径之一 ，在降低污染、节约能源、保护环 境等方面亦将带来不可估计的社会 效益 KYD-LED型太阳能高空障碍灯 nKYD-LED型太阳能 高空障碍灯，适用于 大厦、塔吊、电力铁 塔、广播电视及微波 通讯塔、高大烟囱、 勘探井位、船舶导航 及飞机跑道等，缺乏 电源及要求防爆的场 所作为标志闪光灯 插电式混合动跑车 n加利福尼亚菲斯克汽 车公司加利福尼亚菲 斯克汽车公司全新设 计的插电式混合动跑 车 太阳能车库 n与其他混合动力汽车类似， Fisker Karma有一个备用的汽 油发电机，但是仅用来为电池 充电，而没有直接接入动力系 统。太阳能顶棚在一周连续晴 天的情况下产生的电量可以供 汽车形式6.48公里，也许没 有想象中的多。该车同时可以 使用在车库或屋顶的太阳能电 池板充电。这一概念也被丰田 所使用。丰田的德国分公司与 太阳公司SolarWorld合作，图 为最近为普锐斯推出了太阳能 车库。 太阳能光伏产业与企业责任透析 n中国国内太阳能光伏企业面临的全新发展 机遇。 n1. 相关生产设备不断进步发展，为企业发 展提供优势条件 n2.国家相关政策的支持。 我国推动光伏产业发展和市场应用 的障碍和挑战 n 虽然我国光伏产业近年来实现了长足进步，但也 存在不容忽视的技术、环境和市场风险；近期推 动国内光伏市场应用也面临成本高、上网难、缺 乏经验等障碍。 n(一)国内光伏技术仍存在总体水平不高、内在竞 争力不强和短期环境风险 n(二)产业和市场发展不平衡，不利于产业持续稳 定发展和节能减排 n(三)光伏产业在近中期仍缺乏足够经济竞争力， 有赖于政府政策扶持 n(四)有待于制定落实光伏发电上网的具体政策措 施 中国太阳能光伏企业当前责任 n1.努力发展自己，最大可能降低太阳能光伏企业 成本费用。 n2.培育规范的规模市场、加大投入、加速能力建 设，挺进国际市场。 n3.积极主动提高企业效率，尽量去适应这个产业 链 ，发展壮大自己。而不是一味寄希望于国家对 这方面的经济上的补贴 n4.与国家相关政策紧密联系，争取最大可能的利 用国家对这方面的扶持迅速发展自己。 我国光伏产业发展道路的探讨及解 决办法 n正确处理产业、技术和市场的关系，要解 决的主要问题 ： n(一)如何增强国内光伏产业的技术水平和持 续发展能力 n(二)近中期国内光伏市场应确立的主要发展 方向 n(三)我国应制定光伏产业和国内市场应用扶 持政策 我国的光伏产业通过持续开展技术 研发和市场化运作 n(一)大力加强先进技术的研发和产业化，扶持“技术推动 型”的光伏设备制造业 n(二)稳步开拓“离网和并网并行，不同阶段各有侧重”的国 内光伏应用市场 n(三)按照“清洁、高效、安全”的基本要求建立健全光伏产 业投资准入和监管制度 近期要加强光伏产业特别是高纯 硅制造业的能效、环保和安全监管，尽快制定实施能耗标 准(比如综合能耗不高于150kWh/kg)，严格实施全闭环 生产和“三同步”制度(环保设备与生产工程的同步设计、 同步建设和同步运营)，惩处那些违反环保法规肆意排放 污染物的企业，确保四氯化硅等有害污染物的完全回收循 环利用或妥善处理。应坚决避免成为高能耗高污染的高纯 硅材料生产大国甚至世界工厂。 结束语 n这是一条上下求索寻求突破之路。近年来，太阳能光伏发电领域不断 涌现出新技术。但过高的电价仍是困扰产业发展的问题。目前太阳能 电池上网电价约是火力发电的10倍。有专家指出，随着环保成本的增 加，火力发电的电价变换将呈上升曲线，而薄膜太阳能电池上网电价 将随着大规模量产和转换效率的提高逐渐下降，两条曲线预计将在 2012-2015年之间相交。另外，市场前景也是不容忽视的问题。而 克服这些困难必须依靠企业和政府的协同努力。从长期来看，积极拓 展产业链上游业务