新能源发电技术3课件

1、178 106GW太阳投太阳投入辐射入辐射53 106GW立即反射立即反射到太空到太空82被吸收后转换被吸收后转换成热能成热能40用于蒸发用于蒸发水分水分.1光合作用光合作用.01人类应用人类应用5.1 太阳能发电太阳能发电太阳能太阳能122 106GW(70%)5.1 太阳能发电太阳能发电 World Potential MapThe highest potential is in the southern emisphere 5.1 太阳能发电太阳能发电太阳能分布图太阳能分布图 全年太阳能总辐射（全年太阳能总辐射（kJ/cm年）年）5.1 太阳能发电太阳能发电中国太阳能资源分布中国太阳能资

2、源分布目目前前主主要要应应用用 转化为热能转化为热能 （光热）（光热）太阳能空调、制冷、干燥太阳能空调、制冷、干燥太阳能建筑一体化太阳能建筑一体化 太阳能集热器太阳能集热器太阳能灶、太阳房、温室太阳能灶、太阳房、温室太阳能海水淡化太阳能海水淡化 转为化学能转为化学能（光化）（光化） 自然光合作用自然光合作用(效率低，效率低，1)人工光合作用人工光合作用(基因转换、催化基因转换、催化)制氢制氢(光催化、热分解光催化、热分解)能源植物能源植物(switchgrass)太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能热力发电太阳能热力发电转化为电能转化为电能 （光电）（光电）水蒸汽水蒸汽(槽、碟、塔式槽、碟、塔式

3、)气体气体 (烟囱，烟囱，Stirling)低沸点工质低沸点工质(太阳池太阳池)5.2 太阳能的利用方式太阳能的利用方式光伏光伏碟式碟式池式池式气式气式塔式塔式槽式槽式5.3 太阳能发电技术太阳能发电技术太阳能电池阵列蓄电池DC/DC变换器驱动电路PWM控制器电抗器电网变压器DC/DC斩波器DC/AC逆变器5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电优点：优点： 结构简单，体积小且轻，易安装，易运输，建设周期短结构简单，体积小且轻，易安装，易运输，建设周期短 容易启动，维护简单容易启动，维护简单 清洁，安全，无噪声清洁，安全，无噪声 可靠性高，寿命长可靠性高，寿命长 太阳能无处不在，应

4、用范围广太阳能无处不在，应用范围广缺点：缺点： 能量分散，占地面积大（大多小于能量分散，占地面积大（大多小于1kW/m2) 间歇性大间歇性大 地域性强地域性强 转换效率低转换效率低 成本高成本高5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电Roof-integrated PV system 4.6 MWp, Springerfield, Tucson, Arizona, USA, 聚光式光伏发电：用聚光器取代大部分光伏电池，降低成本，聚光式光伏发电：用聚光器取代大部分光伏电池，降低成本，要求稳定可靠的聚光器和跟踪装置，系统复杂、维护费用高，要求稳定可靠的聚光器和跟踪装置，系统复杂、维护费

5、用高，还要考虑散热。分单轴式跟踪和双轴式跟踪。还要考虑散热。分单轴式跟踪和双轴式跟踪。 非聚光的平板式光伏发电：平板式系统简单可靠、易安装、非聚光的平板式光伏发电：平板式系统简单可靠、易安装、运营维护成本低廉，占主导地位运营维护成本低廉，占主导地位5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电 太阳跟踪 单轴跟踪器只能跟踪一日内太阳由东向西的变化； 双轴跟踪器既能跟踪一日内太阳的变化，也能跟踪一年四季太阳的变化。5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电光伏发电成本预测光伏发电成本预测并网光伏发电系统的成本分析并网光伏发电系统的成本分析5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发

6、电光伏发电 光伏电价与常规电价的发展趋势5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电2006年至年至2009年，全球太阳能光伏电池产量的年均增长率年，全球太阳能光伏电池产量的年均增长率为为60%。2009年全年的太阳能电池产量达到了年全年的太阳能电池产量达到了10431MW。 2009年中国太阳能电池产量年中国太阳能电池产量超过超过 4000MW，占全球总产量，占全球总产量的的40%以上，已成为全球太阳能电池生产第一大国。以上，已成为全球太阳能电池生产第一大国。 2009年德国光伏组件安装量高达年德国光伏组件安装量高达3200MW，占全球总安装量的，占全球总安装量的50.4%。 预测今

7、后预测今后10年，光伏太阳能组件的生产将以年，光伏太阳能组件的生产将以40%甚至更高甚至更高的递增速度发展，光伏发电将成为人类的基础能源之一。的递增速度发展，光伏发电将成为人类的基础能源之一。5.4 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电光伏发电 美国是世界上太阳能发电技术研究开发较早的国家，在太美国是世界上太阳能发电技术研究开发较早的国家，在太阳能槽式发电系统和盘式发电系统中发展较快。目前，在阳能槽式发电系统和盘式发电系统中发展较快。目前，在世界范围内已建成多个世界范围内已建成多个MW级的联网光伏电站。级的联网光伏电站。美国最大太阳能发电项目美国最大太阳能发电项目“太阳能之星太阳能之星”5.5

8、 太阳能发电技术太阳能发电技术案例案例全球单体最大的光伏建筑一体化发电项目全球单体最大的光伏建筑一体化发电项目上海虹桥站光伏发电项目上海虹桥站光伏发电项目5.5 太阳能发电技术太阳能发电技术案例案例全球单体最大的光伏建筑一体化发电项目全球单体最大的光伏建筑一体化发电项目上海虹桥站光伏发电项目上海虹桥站光伏发电项目5.5 太阳能发电技术太阳能发电技术案例案例太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池（片），太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等种类。单有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等种类。单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统晶和多晶电池用量最大，

9、非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。和计算器辅助电源等。太阳能电池的原理是基于半导体的光伏效应，将太太阳能电池的原理是基于半导体的光伏效应，将太阳辐射直接转换为电能。阳辐射直接转换为电能。所谓光电效应，就是指物体在吸收光能后，其内部所谓光电效应，就是指物体在吸收光能后，其内部能传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，由能传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，由此产生出电流和电动势的效应。在气体、液体和固此产生出电流和电动势的效应。在气体、液体和固体中均可产生这种效应，而半导体光伏效应的效率体中均可产生这种效应，而半导体光伏效应的效率最高。最高。 5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏

10、发电原理光伏发电原理半导体的内部结构半导体的内部结构 图图2-1 2-1 一般的半导体结构一般的半导体结构5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电原理光伏发电原理P型半导体的结构型半导体的结构 P P型半导体型半导体5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电原理光伏发电原理N型半导体的结构型半导体的结构 N N型半导体型半导体5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电原理光伏发电原理太阳能电池晶片的组成太阳能电池晶片的组成 太阳电池晶片太阳电池晶片 5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏光伏 发电原理发电原理太阳能晶片受光的物理过程太阳能晶片受光的物理过程 太阳能晶片受光的物理过程太阳能晶片受光的物理过程 5.6 太阳能发电技术太阳能发电技术光伏发电原理光伏发电原理太阳能电池的分类太阳能电池的分类 单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池 非晶硅太阳能电池（薄膜电池为主）非晶硅太阳能电池（薄膜电池为主） 单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，但其生产成本较高，技单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术成熟，但光电转换效率相术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术成熟，但光电转换效率相对较低；而薄膜电池成本低，发光效率较高，但目前其在技术稳定性对较低；而薄膜电池成本低，发光效率较高，但