太阳能发电技术原理及应用(全)

太阳能发电技术,主要内容,一、太阳能光伏发电太阳能电池离网光伏系统二、太阳能热力发电槽式热力发电装置塔式热力发电装置碟式热力发电装置,一、太阳能光伏发电,太阳能电池组太阳能控制器蓄电池逆变器,光伏发电系统组成：,图1光伏发电系统示意图,半导体硅的光电效应,光子穿透至PN结附近，能量被电子吸收。若光子能量大于电子的逸出功，电子摆脱束缚成为自由电子，同时产生一个带正电的空穴。PN结具有由N指向P的电场，电子向N运动，空穴向P运动。表面电极为负，背电极为正。当与外负载连接时形成电流。,图2光电效应原理,1.1太阳能电池,太阳能电池类型,单晶硅硅电池多晶硅硅电池非晶硅硅电池,单晶硅电池,图4单晶硅太阳电池,代表性生产厂家：荷兰ShellSolar、西班牙Iso-foton，印度Microsol等厂家。,单晶硅太阳能电池板,2.多晶硅电池多晶硅优先考虑成本，其次是效率。降低成本方法：（1）纯化过程没有完全去除杂质；（2）快速结晶；（3）避免切片造成的浪费。制造工艺不同导致结晶构造不同，多晶硅的结晶颗粒较小，化学键不牢，存在许多悬浮键。光电转换效率下降，且效率会随着时间衰减。,多晶硅太阳能电池板,3.非晶硅电池材料选用SiH4（四氢化硅），虽然该材料吸光效果和光导效果很好，但其结晶构造比多晶硅还差。非晶硅电池最大优点成本低，缺点是效率低且随时间衰减。广泛使用小功率市场，在发电市场不具竞争力。,非晶硅太阳能电池板,光伏电池等效电路,主要内容,一、太阳能光伏发电太阳能电池离网光伏系统二、太阳能热力发电槽式热力发电系统塔式热力发电系统碟式热力发电系统,2.2离网光伏系统,太阳能电池发电，蓄电池贮能，独立为负载供电，不联接公网。广泛应用于太阳能建筑、微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路等。也可用于无电山区、村庄、海岛。,直流供电系统,控制器作用：控制蓄电池组的放电、充电过程，防止过冲和过放；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。,图5直流供电系统,交直流供电系统,图6交直流供电系统,应用实例,太阳能路灯,太阳能广告牌,太阳能交通灯,太阳能车站,太阳能电话机,太阳能拖车,太阳能快艇,太阳能飞机,国内外光伏电站应用实例,国内最大的光伏电站？,徐州光伏电站,徐州光伏电站,徐州光伏电站,德国巴伐利亚太阳公园6.3MW太阳能发电站,美国Tucson地区4.59MW太阳能电站,深圳园博会屋顶太阳能电源,主要内容,一、太阳能光伏发电太阳能电池离网光伏系统二、太阳能热力发电槽式热力发电系统塔式热力发电系统碟式热力发电系统,二、太阳能热力发电,太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换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。,目前主要热力发电装置：槽式塔式碟（盘）式,2.1槽式太阳能热电系统,抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的接收器上，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。,图9槽式太阳能热电系统原理图,槽式太阳能热电厂,产能64兆瓦，可为14000个家庭提供足够的电能。由西班牙阿希奥纳集团负责建造，占地面积250英亩，拥有18.2万块凹面镜。,图10“内华达太阳能一号”槽式太阳能热电厂，位于美国内华达州柏德市。,槽式太阳能热电厂,图11加利福尼亚州KramerJunctionSEGSIII太阳能热发电项目,2.2塔式太阳能热电系统,塔式太阳能热发电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，进而产生水蒸气或高温气体，推动汽轮发电机发电。,图12塔式太阳能热电系统原理,塔式太阳能热电厂,塔式太阳能热电厂,2009年4月，西班牙在安达卢西亚（Andalucian）沙漠中建成当时全球最大太阳能电站。,2.3碟（盘）式太阳能热电系统,碟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。,图14碟式太阳能热电系统原理,碟式太阳能热电装置,太阳能发电优势,太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，足够目前全球能源需求的1万倍，只要在全球4%的沙漠安装太阳能就可以满足全球需要，安全可靠，不受能源危机和燃料市场不稳定的冲击太阳能处处可得到，不必远距离运输，避免长距离输电线路的损失不用燃料，运行成本很