太阳能发电技术课件

太阳能发电技术随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有３种，即火电、水电和核电。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。太阳能发电目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能；二是燃料电池。另外，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。

太阳能转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳热发电”；另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光发电”。太阳热发电

入射到地球表面的太阳能是广泛而分散的，要充分收集并使之发挥热能效益，就必须采取一种一种能把太阳光发射并集中在一起，变成热能的系统。一种方法是采取一种能把太阳光发射并集中集中加热，转换成为高温水蒸气，以蒸汽涡轮机变换为电。也可以采用抛物面型的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高，将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大。太阳光发电除了太阳热发电技术外，目前人类社会也在大力开发太阳光技术。太阳辐射的光子带有能量，当光子照射半导体材料时，光能便转换为电能，这个现象叫“光生伏打效应”。太阳电池就是利用光生伏打效应制成的一种光电器件。太阳电池与普通的化学电池(干电池、蓄电池)完全不同，是一种物理性质电源。虽然太阳光一照射太阳电池就能发电，但它与一般的发电机大相径庭，它无旋转和磨损，能静悄悄地发电。太阳能发电特点具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。太阳能发电特点不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。太阳能发电要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本；二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。目前，太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达２０％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到１０％，每瓦发电设备价格降到１－２美元时，便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。太阳能发电当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池，光电变换效率可达３６％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。光伏发电的发展历史自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下：光伏发电的发展历史1893年，法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应”，即“光伏效应”。1876年，亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。1883年，制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。1930年，肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。光伏发发电的的发展展历史史1941年，奥尔在硅上上发现现光伏效效应。1954年，恰宾和皮尔松松在美国国贝尔尔实验验室，，首次次制成成了实实用的的单晶晶太阳阳电池池，效效率为为6%。同年年，韦韦克尔尔首次次发现现了砷砷化镓镓有光光伏效效应，，并在在玻璃璃上沉沉积硫硫化镉镉薄膜膜，制制成了了第一块块薄膜太太阳电电池。。1955年，吉尼和罗非斯斯基进行材材料的的光电电转换换效率率优化化设计计。同同年，，第一个个光电电航标标灯问问世。。美国RCA研究砷砷化镓镓太阳阳电池池。1957年，硅硅太阳阳电池池效率率达8%。光伏发发电的的发展展历史史1958年，太阳电电池首次在空间间应用用，装装备美美国先先锋1号卫星电电源。1959年，第一个多多晶硅太太阳电池池问世，，效率达5%。1972年，罗非斯基研制出出紫光电电池，效效率达16%。1975年，非晶硅太太阳电池池问世。。同年，带带硅电池池效率达达6%~%。1978年，美美国建成成100kWp太阳地面面光伏电电站。太阳能光光电转换换原理太阳能的的光电转转换是指指太阳的的辐射能能光子通通过半导导体物质质转变为为电能的的过程，，通常叫叫做“光生伙伙打效应应”，太阳电池池就是利利用这种种效应制制成的。。当太阳光光照射到到半导体体上时，，其中一一部分被被表面反反射掉，，其余部部分被半半导体吸吸收或透透过。被被吸收的的光，当当然有一一些变成成热，另另一些光光子则同同组成半半导体的的原子价价电子碰碰撞，于于是产生生电子—空穴对。。太阳能光光电转换换原理这样，光光能就以以产生电电子—空穴对的的形式转转变为电电能、如如果半导导体内存存在P—n结，则在在P型和n型交界面面两边形形成势垒垒电场，，能将电电子驱向向n区，空穴穴驱向P区，从而而使得n区有过剩剩的电子子，P区有过剩剩的空穴穴，在P—n结附近形形成与势势垒电场场方向相相反光的的生电场场。太阳能光光电转换换原理若分别在P型层和n型层焊上上金属引引线，接接通负载载，则外外电路便便有电流流通过。。如此形形成的一一个个电电池元件件，把它它们串联联、并联联起来，，就能产产生一定定的电压压和电流流，输出出功率。。制造太阳阳电池的的半导体体材料已已知的有有十几种种，因此此太阳电电池的种种类也很很多。目目前，技术最成成熟，并并具有商商业价值值的太阳阳电池要要算硅太太阳电池池。太阳能发发电的应应用太阳能发发电虽受受昼夜、、晴雨、、季节的的影响，，但可以以分散地进进行，所以它它适于各各家各户户分散进进行发电电，而且且要连接接到供电电网络上上，使得得各个家家庭在电电力富裕裕时可将将其卖给给电力公公司，不不足时又又可从电电力公司司买入。。实现这这一点的的技术不不难解决决，关键键在于要要有相应应的法律律保障。。太阳能发发电的前前景太阳能发发电有更更加激动人心心的计划。。一是日本本提出的的创世纪纪计划。准备利利用地面面上沙漠漠和海洋洋面积进进行发电电，并通通过超导导电缆将将全球太太阳能发发电站联联成统一一电网以以便向全全球供电电。太阳能发发电的前前景另一是天天上发电电方案。。早在１９９８０年年美国宇宇航局和和能源部部就提出出在空间间建设太太阳能发发电站设设想，准准备在同同步轨道道上放一一个长１１０公里里、宽５５公里的的大平板板，上面面布满太太阳