第二章太陽能（SolarEnergy）11.概論

2.太陽集熱器

3.太陽熱水器

4.太陽灶

5.太陽房

6.太陽能干燥

7.太陽能溫室

8.太陽能制冷與空調(diào)

9.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

10.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

11.太陽能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容提要2特點(diǎn)：能量密度低并高度分散壓；資源豐富可再生；清潔環(huán)保；部分能源具有間歇性和隨機(jī)性；利用技術(shù)難度大。2.1概論（Introduction）

基本含義：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生資源得到現(xiàn)代化開發(fā)利用，用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源來不斷取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源。包括：太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮芎蜌淠艿?。?981年肯尼亞聯(lián)合國會(huì)議）2.1.1新能源與可再生能源1998年世界能源消費(fèi)構(gòu)成世界能源存量及可開采年限石油1427億噸40年天然氣155.8E4億立方米61年煤炭9844.5億噸204年數(shù)據(jù)來源：BPStatisticalReviewofWorldEnergy,6200332.1概論（Introduction）

我國能源存量及可開采年限石油1427億噸×3.4%20年天然氣155.8E4億立方米×1.3%49年煤炭9844.5億噸×58.8%115年世界能源人均占有量狀況世界人均占有量我國占比例石油26噸11%天然氣-4%煤炭208噸70%2.1.1新能源與可再生能源新能源和可再生能源是人類社會(huì)未來能源的基石，使化石能源的替代能源。新能源和可再生能源清潔環(huán)保，是與地球的生態(tài)環(huán)境相和諧的。新能源和可再生能源是不發(fā)達(dá)國家約20億無電人口能源供應(yīng)的現(xiàn)實(shí)能源。意義：4太陽常數(shù)：在地球大氣外面正對(duì)著太陽的1m2面積上，每分鐘接受的太陽的能量，1367W2.1概論（Introduction）2.1.2太陽和太陽能太陽結(jié)構(gòu)：光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋酉喈?dāng)于全世界一年內(nèi)消耗的能源總量的0.015%，被用為燃料和食物的僅占0.002%太陽輻射總能量3.75×1026W到達(dá)地球173×104億KW大氣吸收23%反射30%到地球47%，81×104億KW到達(dá)陸地17×104億KW太陽的能量：5第一階段：1615-1900年，1615年的第一臺(tái)太陽能抽水泵。價(jià)格昂貴第二階段：1901-1920年，世界將太陽能作為研究的重點(diǎn)，主攻太陽能動(dòng)力裝置，最大輸出功率74KW第三階段：1921-1945年，太陽能開發(fā)的低潮，化石燃料大規(guī)模應(yīng)用第四階段：1946-1965年，太陽能基礎(chǔ)理論和材料的研究第五階段：1966-1973年，低潮，投資大，技術(shù)不成熟第六階段：1973-1980年，中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，石油價(jià)格上漲，太陽能研究列入各國發(fā)展計(jì)劃第七階段：1981-1991年，潮落，石油價(jià)格回落，500KW電站20多座第八階段：1992-至今，化石能源的環(huán)境危害，光伏發(fā)電高度發(fā)展。2.1概論（Introduction）2.1.2太陽和太陽能太陽能利用的歷史：6光熱利用：平板式集熱器，真空管式集熱器，聚焦型集熱器太陽能發(fā)電：光-熱-電轉(zhuǎn)換，光-電轉(zhuǎn)換光化作用：將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，例如將水分解制氫光生物利用：光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，速生植物、油料作物、巨型海藻等。2.1概論（Introduction）2.1.2太陽和太陽能太陽能利用方式：72.1概論（Introduction）2.1.3太陽輻射度及特點(diǎn)描述太陽能的常用單位：輻射通量：太陽以輻射形式發(fā)射出的功率，亦稱輻射功率，單位W輻照度：投射到單位面積上的輻射通量，單位W/m2曝輻射量：從單位面積上接收到的輻射能，單位J/m2太陽常數(shù)：影響地球表面太陽輻射能的因素：太陽高度：入射角大氣質(zhì)量：把太陽垂直照射地面時(shí)，光線所穿過的大氣路徑，為1大氣質(zhì)量大氣透明度地理緯度日照時(shí)間海拔高度82.1概論（Introduction）2.1.4我國太陽能的分布我國太陽能資源帶的年曝輻射量資源帶號(hào)資源帶分類年曝輻射量/(MJ/m2)Ⅰ資源豐富帶≧6700Ⅱ資源較豐富5400-6700Ⅲ資源一般帶4200-5400Ⅳ資源缺乏帶<4200黑吉遼重慶新疆、內(nèi)蒙、甘肅、北京、云南河南、山西、兩湖、兩廣、福建、上海西藏太陽能資源帶的分類標(biāo)準(zhǔn)：9熱傳導(dǎo)：氣體中分子碰撞，絕緣體中分子震動(dòng)，導(dǎo)體中電子熱運(yùn)動(dòng)

Fourier熱傳導(dǎo)定律：熱傳導(dǎo)速率與溫度梯度及熱流通過的截面積成正比qk熱傳導(dǎo)率W，導(dǎo)熱系數(shù)W/(m.K)，A截面積m2，T溫度K，X熱流方向的距離m2.2太陽集熱器2.2.1概論太陽集熱器定義：吸收太陽輻射并將產(chǎn)生的熱能傳遞到傳熱工質(zhì)的裝置。它是太陽能熱利用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，太陽熱水器、太陽灶、太陽房、太陽能溫室、太陽能干燥、太陽能工業(yè)加熱、太陽能熱發(fā)電太陽能熱利用中的傳熱學(xué)基礎(chǔ)對(duì)流：在液體或氣體中流體微團(tuán)在空間改變自己的位置，實(shí)現(xiàn)熱能的傳遞

Newton冷卻定律：對(duì)流的換熱速率是跟表面與流體的溫度差以及與流體接觸的表面積成比例qc對(duì)流傳熱速率W，hc對(duì)流換熱系數(shù)W/(m2.K)，A與流體接觸的面積m2，Ts，Tf表面溫度和流體溫度K只能在氣體或液體中進(jìn)行10qR輻射功率W，常數(shù)5.6710-8W/m2.K4,發(fā)射率，A表面積m2，T表面溫度K鏡反射，入射角等于于反射角漫反射，物體表面均均均，它對(duì)對(duì)投射的太太陽輻射無無差別的向向所有方向向反射鏡漫反射，，既有鏡反射射又有漫反反射。2.2太陽集熱器2.2.1概論太陽能熱利利用中的傳傳熱學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)輻射：物體的部分分熱能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡姶挪ú?輻射向外發(fā)發(fā)射。Stefan-Boltzmann定律：物體的輻射射功率是跟跟物體溫度度的4次方及物體體的表面積積成比例反射的類型型：11按傳熱工質(zhì)質(zhì)分：液體體和氣體集集熱器按是否聚光光：聚光型型和非聚光光型按是否跟蹤蹤太陽：跟跟蹤和非跟跟蹤是否有真空空：平板型型和真空管管按工作溫度度：低溫<100℃℃,中溫100-200℃，高溫>200℃℃2.2太陽集熱器2.2.2太陽集熱器的類型2.2.3平板型集熱熱器結(jié)構(gòu)示意圖圖：234平板型集熱熱器構(gòu)造示示意圖11-透明蓋板，，2-吸熱板，3-隔熱層，4-外殼，5-流體通道5122.2太陽集熱器2.2.3平板型集熱器吸熱板的基基本類型I）管板式II）扁盒式III）翼管式吸熱板的類類型：I）管板式，，國內(nèi)外使用用較普遍II）扁盒式，，焊接難度大大III）翼管式，，材料用量大大，工藝較較復(fù)雜Ⅳ）蛇管式，，流體阻力大大Ⅳ）蛇管式13最大限度地地吸收太陽陽輻射并能能將其轉(zhuǎn)化化成熱能，，呈現(xiàn)深色色。分選擇擇性和非選選擇性吸收收涂層。2.2太陽集熱器2.2.3平板型集熱器吸熱板上的的涂層（關(guān)關(guān)鍵）：各種方法制備的選擇性吸收層的發(fā)射率

制備方法涂層材料舉例發(fā)射率噴涂方法硫化鉛、氧化鈷、氧化鐵、鐵錳銅氧化物0.3-0.5化學(xué)方法氧化銅、氧化鐵0.18-0.32電化學(xué)方法黑鉻、黑鎳、黑鈷、鋁陽極氧化0.08-0.2真空蒸發(fā)方法黑鉻/鋁、硫化鉛/鋁0.05-0.12磁控濺射方法鋁-氮/鋁-氮-氧/鋁、鋁-碳-氧/鋁、不銹鋼-碳/鋁0.04-0.09平板型集熱熱器的缺點(diǎn)點(diǎn)：熱傳導(dǎo)-底部和側(cè)面面隔熱層對(duì)流傳熱-吸熱板與透透明蓋板之之間的空氣氣輻射傳熱-吸熱板與透透明蓋板之之間；透明明蓋板與天天空之間14熱管式工質(zhì)質(zhì)熱容小，，啟動(dòng)快，，干性連接接，易安裝裝全玻璃真空空管集熱器器2.2太陽集熱器2.2.4真空管太陽集熱器將吸熱體與與透明蓋板板之間的空空間抽成真真空熱管式真空空管集熱器器1345621-內(nèi)玻璃管，，2-外玻璃管，，3-選擇性吸收收涂層，4-真空，5-彈簧支架，，6-消氣劑123845671-熱管冷凝段段，2-金屬封蓋，，3-玻璃管，4-金屬吸熱板板，5-熱管蒸發(fā)段段，6-彈簧支架，，7-蒸散型消氣氣劑，8-非蒸散型消消氣劑152.2太陽集熱器2.2.5太陽池定義：是一種鹽的濃濃度隨深度度增加而增增加的鹽水水池，更確確切地說，，是具有鹽鹽度梯度的的水池。由由于濃度較較大的鹽水水密度也較較大，因此此只要池內(nèi)內(nèi)鹽水的濃濃度梯度足足夠大，即即使在下部部溫度高于于上部溫度度時(shí)，池水水也不會(huì)發(fā)發(fā)生對(duì)流，，所以太陽陽池也稱為為無對(duì)流的的鹽水池。。太陽池的構(gòu)成上層對(duì)流區(qū)無對(duì)流區(qū)下層對(duì)流區(qū)太陽池可以以利用自然然現(xiàn)象，即即自然界中中存在的一一些具有鹽鹽度梯度的的湖泊。是是一種特殊殊形式的自自然集熱器器。162.2太陽集熱器2.2.5太陽池人工太陽池池的制備方方法自下向上分分層充液的的方法，先先充濃度大大的液體，，再充濃度度小的液體體，即越往往上其溶液液濃度越低低。先充濃度低低的溶液，，然后從底底部注入濃濃度較高的的溶液。對(duì)于大型太太陽池，先先理論計(jì)算算需要鹽量量，再將鹽鹽一次倒入入池中，并并加以適量量的淡水，，用水泵攪攪動(dòng)池內(nèi)的的水，將鹽鹽溶解制成成飽和溶液液，在制備備好的飽和和溶液上方方，再加淡淡水直到預(yù)預(yù)定的太陽陽池液面。。此時(shí)太陽陽池分為上上、下兩層層，如果由由上、層同同時(shí)抽水，，經(jīng)過一個(gè)個(gè)三通再從從兩層之間間注水入池池，這樣，，太陽池就就形成了三三層。此后后，可以在在任何相鄰鄰兩層之間間重復(fù)這一一過程，直直到形成所所需要的層層數(shù)為止。。維持池內(nèi)鹽鹽度的方法法：經(jīng)常向向池底補(bǔ)充充鹽分，同同時(shí)清洗表表面等。172.2太陽集熱器2.2.5太陽池太陽池的能能量利用辦辦法：在池底布置置熱交換器器，工質(zhì)在在泵的作用用下進(jìn)入熱熱交換器，，從太陽池池底部吸收收能量，溫溫度提高后后流出。利用池內(nèi)的的密度梯度度實(shí)現(xiàn)分層層流動(dòng)，從從下層對(duì)流流區(qū)的一端端抽取熱的的池水，在在池外的熱熱交換器中中放出熱能能，溫度降降低后再從從另一側(cè)返返回池的底底部。太陽池的應(yīng)應(yīng)用形式，供暖、鹽鹽水淡化、、制鹽及太太陽能熱發(fā)發(fā)電等方面面。18根據(jù)集熱溫溫度和結(jié)構(gòu)構(gòu)：低溫集熱（（θ+10-20℃）；中溫集集熱（θ+20-40℃）；中高溫溫集熱（θ+40-70℃）；高溫集集熱（θ+70-120℃,θ-室外溫度）。太陽能熱水水器的分類類多種多樣樣，不必拘拘泥于一種種形式2.3太陽熱水器2.3.1太陽熱水器的類型太陽熱水器器由集熱器器、儲(chǔ)熱水水箱、循環(huán)環(huán)水泵、管管道、支架架、控制系系統(tǒng)及相關(guān)關(guān)部件等組組成。集熱器與儲(chǔ)儲(chǔ)水箱結(jié)合合方式：一體的為悶悶曬熱水器器；緊密結(jié)結(jié)合為整體體熱水器；；分離的為為分離熱水水器。根據(jù)集熱工工質(zhì)循環(huán)特特點(diǎn)：自然循環(huán)熱熱水器；強(qiáng)強(qiáng)迫循環(huán)熱熱水器；直直流熱水器器。根據(jù)工質(zhì)循循環(huán)次數(shù)：：低一次循環(huán)環(huán)熱水器（（單回路循循環(huán)）；二二次循環(huán)熱熱水器（雙雙回路循環(huán)環(huán)）。根據(jù)集熱溫溫度的材料料：金屬；玻璃璃；塑料根據(jù)熱水使使用時(shí)間：：季節(jié)性、全全年性、全全天候熱水水器19太陽熱水器器的儲(chǔ)熱水水的量在0.6t以下為家用用太陽熱水水器，0.6t以上則為太太陽熱水系系統(tǒng)或太陽陽熱水工程程。2.3太陽熱水器2.3.2家用太陽熱水器1891年美國馬蘭蘭里州的肯肯普發(fā)明第第一臺(tái)太陽陽能熱水器器2.3.3太陽熱水系系統(tǒng)悶曬式：特點(diǎn)是水在在集熱器中中不流動(dòng)，，悶在其中中受熱升溫溫，故稱悶悶曬式。這這種熱水器器結(jié)構(gòu)十分分簡單，當(dāng)當(dāng)集熱器中中的水溫升升高到一定定值時(shí)即可可放水使用用。直流式式：直流式式是由由集熱熱器、、蓄熱熱水箱箱、補(bǔ)補(bǔ)給水水箱和和連接接管道道組成成的開開式熱熱虹吸吸系統(tǒng)統(tǒng)水箱供熱水管自來水管熱水管上升管下降管熱吸虹虹型直直流式式熱水水系統(tǒng)統(tǒng)熱虹吸吸型直直流式式熱水水系統(tǒng)統(tǒng)的補(bǔ)補(bǔ)給水水位由由浮球球閥控控制，，使之之與集集熱器器出口口熱水水管（（上升升管））的最最高位位置一一致。。202.3太陽熱水器2.3.3太陽熱水系統(tǒng)定溫放放水型型直流流式熱熱水系系統(tǒng)控制器蓄水箱電接點(diǎn)溫度計(jì)電動(dòng)變流量閥自來水管供水管集熱器器的出出口裝裝有感感溫元元件，，通過過控制制器操操縱集集熱器器入口口管路路上的的電磁磁閥或或電動(dòng)動(dòng)閥，，使出出口水水溫能能始終終滿足足使用用要求求。21循環(huán)型型熱水水器：循環(huán)環(huán)型太太陽能能熱水水器,自然循循環(huán)型型和強(qiáng)強(qiáng)迫循循環(huán)型型2.3太陽熱水器2.3.3太陽熱水系統(tǒng)自然循環(huán)熱水系統(tǒng)a)帶補(bǔ)給水箱b)不帶補(bǔ)給水箱上循環(huán)管上循環(huán)管循環(huán)水箱下循環(huán)管下循環(huán)管補(bǔ)水管補(bǔ)水管溢水管補(bǔ)給水箱循環(huán)水箱22自然循環(huán)定溫放水系統(tǒng)蓄水箱循環(huán)水箱上循環(huán)管下循環(huán)管電磁閥供熱水管220V電源熱水管自來水補(bǔ)水箱電接點(diǎn)壓力溫度計(jì)繼電器2.3太陽熱水器2.3.3太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)型型熱水水器采用定定溫放放水及及小的的循環(huán)環(huán)水箱箱加快快了熱熱水的的循環(huán)環(huán)，提提高了了熱效效率，，并可可多產(chǎn)產(chǎn)熱水水。另另一方方面用用水又又需要要一定定壓頭頭，使使蓄水水箱的的位置置高低低受到到很大大限制制，也也限制制了該該熱水水系統(tǒng)統(tǒng)的使使用232.４太陽灶2.４.１概述太陽灶灶是利利用太太陽輻輻射能能，通通過聚聚光、、傳熱熱、儲(chǔ)儲(chǔ)熱等等方式式獲取取能量量，進(jìn)進(jìn)行烹烹飪食食物的的一種種方式式。一臺(tái)截截光面面積為為2m2的聚光光太陽陽灶，，每年年可以以節(jié)省省約1t的農(nóng)作作物秸秸稈。。我國目目前已已經(jīng)推推廣應(yīng)應(yīng)用的的太陽陽灶有有30萬臺(tái)。。2.４.１太陽陽灶的的性能能和結(jié)結(jié)構(gòu)類類型具有一一定的的高溫溫，耐耐候性性能，，距離離可調(diào)調(diào)性，，與人人體保保持一一定的的距離離。箱式太太陽灶灶：食食物蒸蒸煮、、烘烤烤。聚光太太陽灶灶：可可獲得得500℃左右的的高溫溫綜合型型太陽陽灶：：箱式和和聚光光型的的結(jié)合合242.5太陽房2.5.1概述利用太太陽能能進(jìn)行行采暖暖和空空調(diào)的的環(huán)保保型生生態(tài)建建筑，，必須須具有有輔助助熱源源，包包括煤煤、氣氣、油油或電電能。。2.5.2太陽房房的原原理和和類型型基本上上分為為：主主動(dòng)太太陽房房、被被動(dòng)太太陽房房和熱熱泵式式太陽陽能采采暖系系統(tǒng)主動(dòng)式式太陽陽房-是在建建筑與與結(jié)構(gòu)構(gòu)按太太陽房房技術(shù)術(shù)條例例設(shè)計(jì)計(jì)與建建造基基礎(chǔ)上上通過過集熱熱器、、貯熱熱器、、管道道、風(fēng)風(fēng)機(jī)或或水泵泵等設(shè)設(shè)備來來收集集、貯貯存及及輸配配太陽陽能，，向建建筑供供暖。。被動(dòng)太太陽房房-是依靠靠建筑筑物本本身的的合理理布局局，通通過窗窗、墻墻、屋屋頂、、地面面及設(shè)設(shè)置的的建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)盡量量多地地吸收收和貯貯存太太陽能能，以以自然然的輻輻射、、對(duì)流流和傳傳導(dǎo)方方式傳傳熱，，它無無須專專門的的集熱熱器、、貯熱熱器、、管道道、風(fēng)風(fēng)機(jī)或或泵等等設(shè)備備。252.5太陽房2.5.2太陽房的原理和類型a.直接受受益式式:它是利利用陽陽光直直接透透過大大面積積的玻玻璃窗窗進(jìn)入入室內(nèi)內(nèi)，照照射到到墻壁壁、地地板及及家具具上，，使其其吸熱熱，受受熱體體溫度度升高高，然然后通通過輻輻射與與對(duì)流流等換換熱方方式加加熱室室內(nèi)空空氣與與其他他未受受太陽陽輻射射的墻墻、地地板與與物體體等，，提高高其溫溫度，，提供供采暖暖。被動(dòng)太太陽房房的類類型b.集熱墻式式:由法國國學(xué)者者特朗朗勃提提出的的一種種集熱熱取暖暖方式式，故故也稱稱為為特朗朗勃墻墻式。。南面面一層層或兩兩層玻玻璃板板后面面為一一道重重型結(jié)結(jié)構(gòu)的的集熱熱墻，，墻外外表面面涂有有黑色色涂料料，上上下開開通風(fēng)風(fēng)口，，并設(shè)設(shè)有可可開閉閉的活活門。。玻璃璃板和和集熱熱墻之之間留留有10-20cm的間隙隙，當(dāng)當(dāng)陽光光透過過玻璃璃板照照射在在集熱熱墻上上時(shí)，，被墻墻吸收收，其其外表表面溫溫度升升高，，所吸吸收的的熱量量，一一部分分通過過玻璃璃板向向室外外散失失；一一部分分加熱熱夾層層中的的空氣氣，從從而使使空空氣與與室內(nèi)內(nèi)空氣氣的密密度不不同，，可通通過上上下通通風(fēng)口口形成成自然然對(duì)流流，由由上通通風(fēng)口口將熱熱空氣氣送入入室內(nèi)內(nèi)，室室內(nèi)的的空氣氣由下下通風(fēng)風(fēng)口流流入夾夾層被被加熱熱，如如此循循環(huán)對(duì)對(duì)流向向室內(nèi)內(nèi)供暖暖；剩剩下部部分則則通過過集熱熱墻體體導(dǎo)熱熱傳至至墻內(nèi)內(nèi)壁，，室內(nèi)內(nèi)空氣氣通過過與之之對(duì)流流換熱熱提高高溫度度。為為防止止在陰陰雨天天氣或或晚間間無太太陽輻輻射時(shí)時(shí)夾層層中的的空氣氣倒循循環(huán)，，將上上下通通風(fēng)口口關(guān)閉閉。262.5太陽房2.5.2太陽房的原理和類型被動(dòng)太太陽房房的類類型c.附加陽陽光間間式:在居室室的南南墻外外建一一玻璃璃罩著著的陽陽光間間。陽陽光間間與與室內(nèi)內(nèi)空間間由墻墻及窗窗隔開開。其其供暖暖方式式是集集熱墻墻與直直接受受益式式的結(jié)結(jié)合，，這種種形式式的陽陽光間間可以以用來來養(yǎng)花花或培培植植植物，，但玻玻璃表表面積積大散散熱損損失大大，因因而降降低了了收集集陽光光的有有效熱熱量。。d.屋頂集集熱蓄蓄熱式式:將充滿滿水的的黑色色塑料料袋放放在屋屋頂上上。在在冬天天白天天，太太陽輻輻射把把水加加熱熱，由由于其其下的的屋頂頂不設(shè)設(shè)保溫溫層，，熱量量透過過屋頂頂傳入入室內(nèi)內(nèi)；在在晚上上，用用保溫溫板遮遮蓋塑塑料水水袋，，以減減少熱熱水向向室外外環(huán)境境散熱熱。水水的熱熱容量量很大大，可可以儲(chǔ)儲(chǔ)存較較多的的能量量，以以滿足足晚上上室內(nèi)內(nèi)采暖暖的需需要。e.自然對(duì)對(duì)流回回路式式:設(shè)計(jì)的的構(gòu)思思是，，設(shè)法法增加加南墻墻的集集熱面面積，，以便便提高高室內(nèi)內(nèi)溫度度。這這種太太陽房房白天天直接接依靠靠太陽陽輻射射供暖暖，多多余的的熱量量被熱熱容量量大的的建筑筑物本本體（（如墻墻、天天花板板、地地基））及由由碎石石填充充的蓄蓄熱槽槽吸收收；夜夜間通通過自自然對(duì)對(duì)流放放熱使使室內(nèi)內(nèi)保持持一定定的溫溫度，，達(dá)到到采暖暖的目目的。2728熱泵技術(shù)-是反向使用用的制冷機(jī)機(jī)，它的熱熱能大部分分來自周圍圍環(huán)境，只只有一少部部分是由電電能轉(zhuǎn)變而而成，將低低溫環(huán)境的的熱能轉(zhuǎn)移移到溫度較較高的環(huán)境境中。2.5太陽房2.5.2太陽房的原理和類型1-壓縮機(jī)，2-蒸發(fā)器，3-熱輸入，4-節(jié)流閥，5-高壓液體，，6-熱輸出，7-冷凝管12743561熱泵性能好壞衡量指指標(biāo)：理想循環(huán)中中，此系數(shù)數(shù)與溫度差差成反比：：卡諾循環(huán)效效率例題：溫度度從10℃的熱源給40℃的冷源，則則得到的性性能系數(shù)為為？（系統(tǒng)統(tǒng)各部件總總效率為0.5）消耗1kW的能量獲得得5.74kW的能量292.5太陽房2.5.3太陽房評(píng)價(jià)指標(biāo)熱性能評(píng)價(jià)價(jià)：一般用用太太陽能保證證率(SHF)和太陽房節(jié)節(jié)能率(SSF)等表示。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方方法：償還年限是是指太陽房房采暖較常常規(guī)采暖多多投資的部部分，用每每年的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益回收收的年限。。A-太陽房較對(duì)對(duì)比房增加加的初投資資，元/m2B-太陽房較對(duì)對(duì)比房每年年節(jié)省的費(fèi)費(fèi)用，元/（m2.a）i-年利率。302.6太陽能干燥2.6.1太陽能干燥的基本原理使被干燥的的物料，或或者直接吸吸收太陽能能并將其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為熱能能，或者通通過太陽集集熱器所加加熱的空氣氣進(jìn)行對(duì)流流患熱而獲獲得熱量，，再經(jīng)過物物料表面與與物料內(nèi)部部之間的傳傳熱、傳質(zhì)質(zhì)過程，使使物料中的的水分逐步步汽化并擴(kuò)擴(kuò)散到空氣氣中去的過過程。水和物料的的結(jié)合方式式游離水分：：存在在物料料的空隙和和表面的水水分。物化結(jié)合水水：以一定的物物理化學(xué)結(jié)結(jié)合力與物物料結(jié)合起起來的水分分，包括無無聊的吸附附水、結(jié)構(gòu)構(gòu)水分和毛毛細(xì)管水分分?；瘜W(xué)結(jié)合水水分：按照一定的的數(shù)量或比比例與化合合物結(jié)合而而生成帶結(jié)結(jié)晶水的化化合物中的的水分。常常溫干燥較較難除去，，需在高溫溫下加熱才才能夠除去去。312.6太陽能干燥2.6.2太陽能干燥系統(tǒng)的分類a.溫室型太陽能能干燥系統(tǒng)統(tǒng)物料主要靠靠吸收太陽陽輻射而被被干燥，傳傳熱方式主主要是輻射射，為了排排濕，需運(yùn)運(yùn)用自然對(duì)對(duì)流或風(fēng)機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣氣帶走濕氣氣，由于溫溫室容積較較大，為使使物料上下下層干燥均均勻，采用用雙流通風(fēng)風(fēng)排濕系統(tǒng)統(tǒng)。b.對(duì)流式太陽陽能干燥系系統(tǒng)由空氣集熱熱器和干燥燥室組成。。利用集熱熱器加熱空空氣，然后后利用自然然對(duì)流（常常用于小型型系統(tǒng)）或或風(fēng)機(jī)將熱熱空氣送入入干燥室，，對(duì)物料進(jìn)進(jìn)行對(duì)流加加熱干燥。。c.溫室與對(duì)流結(jié)結(jié)合型陽光透過溫溫室頂部玻玻璃蓋板直直射框架上上的物料，，使之受輻輻射加熱干干燥；南墻墻外部有空空氣集熱器器，加熱的的空氣由風(fēng)風(fēng)機(jī)送入干干燥室底部部向上經(jīng)框框架上的物物料，進(jìn)行行對(duì)流加熱熱，吸濕后后一部分從從后墻頂部部煙囪排出出，剩余部部分可回流流再用。32332.7太陽能溫室2.7.1太陽能溫室定義溫室效應(yīng)：：就是太陽光光透過透明明材料進(jìn)入入溫室內(nèi)部部空間，使使進(jìn)入溫室室的太陽輻輻射能大于于溫室向周周圍環(huán)境散散失的熱量量，這樣溫溫室內(nèi)的空空氣、土壤壤、植物的的溫度就會(huì)會(huì)不斷升高高，這種過過程叫做““溫室效應(yīng)應(yīng)”。太陽能溫室室：就是根據(jù)溫溫室效應(yīng)的的原理加以以建造的人人工暖房，，以滿足植植物生長對(duì)對(duì)溫度的要要求。342.8太陽能制冷與空調(diào)2.8.1概述太陽能制冷冷是利用太陽陽輻射熱作作動(dòng)力來驅(qū)驅(qū)動(dòng)制冷裝裝置工作。。太陽能空空調(diào)的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)太陽能空空調(diào)主要要以吸收收式制冷冷為主，，使用LiBr為介質(zhì)，，無臭、、無毒、、無害，，十分環(huán)環(huán)保吸收式制制冷機(jī)制制使用功功率很小小的屏蔽蔽泵，運(yùn)運(yùn)行安靜靜、噪聲聲低。同一套太太陽能吸吸收式空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)，可以以夏季制制冷、冬冬季采暖暖和其他他季節(jié)提提供熱水水等三種種功能，，一機(jī)多多用，四四季常用用由于越是是太陽輻輻射強(qiáng)的的時(shí)候，，越需要要制冷，，其制冷冷能力也也越強(qiáng)。。太陽能空空調(diào)的現(xiàn)現(xiàn)階段局局限性太陽能空空調(diào)以及及集熱器器的造價(jià)價(jià)高。自然條件件下，某某些地區(qū)區(qū)太陽能能輻照密密度不高高，使集集熱器采采光面積積與空調(diào)調(diào)建筑面面積的配配比受到到限制。。已處在實(shí)實(shí)用化示示范階段段，都是是適合于于單位的的中央空空調(diào)，小小型的制制冷裝置置尚未完完全開發(fā)發(fā)。35太陽能制制冷系統(tǒng)統(tǒng)的類型型2.8太陽能制冷與空調(diào)2.8.1概述太陽能吸吸收式制制冷太陽能吸吸附式制制冷太陽能除除濕式制制冷太陽能蒸蒸汽壓縮縮機(jī)式制制冷太陽能蒸蒸汽噴射射式制冷吸收和吸吸附的區(qū)區(qū)別：一相互溶溶體系，，兩相。。36間歇式太陽能吸收式制冷蒸發(fā)器水冷凝器空氣冷卻器平板集熱器2.8.2太陽能吸吸收式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)間歇式NH3制冷的工工作原理理當(dāng)受太陽陽照射后后，氨水水中的氨氨由于沸沸點(diǎn)低便便首先蒸蒸發(fā)。隨隨著蒸發(fā)發(fā)不斷進(jìn)進(jìn)行，氨氨蒸汽壓壓力升高高，集熱熱器中的的氨水濃濃度愈來來愈低，，成為稀稀氨水。。氨蒸汽汽通過空空氣冷卻卻器和水水冷卻器器冷凝為為氨溶液液。此時(shí)時(shí)，打開開閥門A，關(guān)閉閥閥門B、C，氨溶液液流經(jīng)閥閥門A貯存在蒸蒸發(fā)器中中，這就就是白天天接受太太陽能獲獲得氨溶溶液的過過程，稱稱之為再再生過程程集熱器將將作為散散熱器使使用，由由于向環(huán)環(huán)境散熱熱，器內(nèi)內(nèi)溫度、、壓力下下降。這這時(shí)，關(guān)關(guān)閉閥門門A、C，打開閥閥門B，蒸發(fā)器器中的氨氨溶液壓壓力下降降，氨溶溶液汽化化吸熱，，使蒸發(fā)發(fā)器內(nèi)溫溫度急劇劇下降，，達(dá)到制制冷目的的，這就就是制冷冷過程。。優(yōu)缺點(diǎn)：：制冷劑氨氨液中常常含有水水，使制制冷劑不不純，降降低了制制冷效率率與單位位溶液的的制冷量量；并且且氨有泄泄漏，要要污染環(huán)環(huán)境，對(duì)對(duì)人體有有害。但但氨本身身粘度低低，潛熱熱大，導(dǎo)導(dǎo)熱性能能好，是是良好的的制冷劑劑，價(jià)格格便宜。。372.8.2太陽能吸吸收式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)連續(xù)式LiBr制冷的工工作原理理集熱器吸吸收太陽陽能加熱熱其中的的水，作作為發(fā)生生器中加加熱水—溴化鋰溶溶液的熱熱源。水水的沸點(diǎn)點(diǎn)比溴化化鋰的沸沸點(diǎn)（12650C)低得多，，水首先先變成水水蒸汽而而上升到到冷凝器器中，被被冷卻后后成為純純水，進(jìn)進(jìn)入蒸發(fā)發(fā)器。然然后由冷冷凝泵將將蒸發(fā)器器底部的的水抽到到上部從從噴水口口噴出，，由于壓壓力降低低而汽化化，并吸吸收冷凍凍水的熱熱量使冷冷凍水冷冷卻，以以供房間間空調(diào)降降溫用。。汽化的的水蒸汽汽再流入入吸收器器，被從從發(fā)生器器流回的的濃溴化化鋰水溶溶液噴淋淋所吸收收，成為為稀的溴溴化鋰水水溶液，，由溶液液泵將其其經(jīng)換熱熱器吸熱熱后送入入發(fā)生器器，完成成一個(gè)制制冷循環(huán)環(huán)，不斷斷利用太太陽能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的熱熱能，制制取空調(diào)調(diào)用的冷冷凍水。。優(yōu)缺點(diǎn)：若制冷冷溫度5-100C，其相應(yīng)應(yīng)的飽和和壓力為為8.7-12.0hPa（百帕）），即達(dá)達(dá)到99%左右的真真空度，，因此系系統(tǒng)須在在高度真真空狀態(tài)態(tài)下工作作，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)運(yùn)行都要要求很高高；且制制冷溫度度不能再再低，必必須在00C以上，故故這種制制冷系統(tǒng)統(tǒng)只能用用于空調(diào)調(diào)，不能能用于冷冷凍，溶液對(duì)金金屬還有有強(qiáng)烈的的腐蝕性性。吸收器發(fā)生器蒸發(fā)器冷凝器集熱器換熱器連續(xù)式太陽能水-溴化鋰吸收式制冷節(jié)流閥382.8.3太陽能吸吸附式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)將太陽集集熱器與與吸附式式制冷機(jī)機(jī)聯(lián)合使使用，吸吸附劑與與制冷劑劑可以有有不同的的選擇,例如：沸沸石-水，活性性炭-甲醇等輔助熱水水或冷卻卻水出口吸附集熱熱器閥1閥2冷凝器蒸發(fā)儲(chǔ)液液罐風(fēng)機(jī)盤管管冷媒水泵泵太陽能吸吸附式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)工作原原理示意意圖可用于冰冰箱或冷冷藏柜，，較吸收收式制冷冷應(yīng)用廣廣一些392.8.4太陽能除除濕式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)利用干燥燥劑（除除濕劑））來吸附附空氣中中的水蒸蒸氣以降降低空氣氣的濕度度進(jìn)而實(shí)實(shí)現(xiàn)降溫溫制冷的的。與傳統(tǒng)的的蒸汽壓壓縮式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)相比，，有如下下優(yōu)點(diǎn)：：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，，無復(fù)雜雜部件節(jié)電效果果好，電電能性能能系數(shù)很很高無需氟利利昂作為為制冷劑劑，環(huán)保保噪聲低，，空氣品品質(zhì)優(yōu)良良常壓下工工作402.8.5太陽能蒸蒸汽壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)太陽能蒸蒸汽壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)主主要由太陽集熱熱器、蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)和蒸汽汽壓縮式式制冷機(jī)機(jī)等組成成。即常規(guī)的的蒸汽壓壓縮式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)中的壓壓縮機(jī)采采用太陽陽能熱機(jī)機(jī)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)2.8.6太陽能蒸蒸汽噴射射式制冷冷系統(tǒng)太陽能蒸蒸汽噴射射式制冷冷系統(tǒng)主主要由蒸蒸汽噴射射器、冷冷凝器、、蒸發(fā)器器、泵等等組成。低沸點(diǎn)工工質(zhì)的高高壓蒸汽汽通過蒸蒸汽噴射射器的噴噴嘴，因因其流出出速度高高、壓力力低，就就吸引蒸蒸發(fā)器內(nèi)內(nèi)生成的的低壓蒸蒸氣，進(jìn)進(jìn)入混合合室。此此混合蒸蒸氣流經(jīng)經(jīng)擴(kuò)壓室室后，速速度降低低，壓力力增加，，然后進(jìn)進(jìn)入冷凝凝器被冷冷凝成液液體，液液態(tài)的低低沸點(diǎn)工工質(zhì)在蒸蒸發(fā)器內(nèi)內(nèi)蒸發(fā)，，吸收冷冷媒水的的熱量，，從而達(dá)達(dá)到制冷冷效果。。412.9太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)2.9.1太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)工作原理與火力發(fā)發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)的工作作原理基基本相同同，根本本區(qū)別是是熱源不不同，主主要以太太陽能為為熱源。?；鹆Πl(fā)發(fā)電熱源源：煤炭炭、石油油、天然然氣等化化石燃料料?；鹆Πl(fā)電：將將煤炭、石油油和天然氣等等燃料所得到到的熱能變換換成機(jī)械能，，再帶動(dòng)發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生生電能的發(fā)電電方式。太陽能熱發(fā)電電系統(tǒng)的總效效率ηs為集熱器效率率ηc、熱機(jī)效率ηm和發(fā)電機(jī)效率率ηe的乘積。理想熱機(jī)效率率（卡諾循環(huán)環(huán)）：422.9.2太陽能熱發(fā)電電系統(tǒng)的基本本類型槽式線聚焦系系統(tǒng)：利用槽形拋物物面反射鏡將將太陽光聚焦焦到集熱器對(duì)對(duì)傳熱工質(zhì)加加熱塔式系統(tǒng)：又又稱集中型系系統(tǒng)，在很大面積的的場地上裝許許多臺(tái)大型反反射鏡（定日日鏡），把太太陽光集中到到一個(gè)高塔頂頂部的接收器器上。碟式系統(tǒng)：又又稱盤式系統(tǒng)統(tǒng)，采用盤狀拋物物面鏡聚光集集熱器。塔式太陽能熱熱發(fā)電系統(tǒng)示示意圖。432.9.2太陽能熱發(fā)電電系統(tǒng)的基本本類型太陽能熱發(fā)電電系統(tǒng)歷史20世紀(jì)90年代美國能源源部認(rèn)為槽式式電站成本可可以降低30%左右，已可以以步入商業(yè)化化。目前，美國已已有11座系統(tǒng)運(yùn)行，，裝機(jī)容量在在36.5萬卡瓦。歐洲正在研制制，100-200MW槽式和塔式系系統(tǒng)，開發(fā)1-5MW的碟式太陽能能-燃油混合系統(tǒng)統(tǒng)。日本、法國國、以色列、、意大利、西西班牙、德國國、前蘇聯(lián)、、澳大利亞等等國已建立實(shí)實(shí)驗(yàn)示范系統(tǒng)統(tǒng)。我國20世紀(jì)70年代，天津大大學(xué)、中科院院電工研究所所和上海機(jī)械械學(xué)院進(jìn)行了了研究，并在在天津和上海海分別建了1KW的塔式太陽能能熱發(fā)電模擬擬裝置，80年代，將碟式式小型裝置列列入863計(jì)劃。442.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.1概述通過太陽能電電池將太陽輻輻射能轉(zhuǎn)化為為電能的發(fā)電電系統(tǒng)，稱為為太陽能電池池發(fā)電系統(tǒng)（（太陽能光伏發(fā)發(fā)電系統(tǒng)）2002年底，太陽能能光伏發(fā)電系系統(tǒng)的總裝機(jī)機(jī)容量約為2200MW，我國40MW左右，2002年世界太陽能能電池年產(chǎn)量量超過559.3MW,較01年增長33.94%。光伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行方式可可分為離網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行兩大類。。離網(wǎng)運(yùn)行適用用于遠(yuǎn)離公共共電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)遠(yuǎn)地區(qū)和無電電地區(qū)：偏僻農(nóng)村、牧牧區(qū)、海島、、高原、沙漠漠的農(nóng)牧漁民民等；通信中中繼站、沿海海與內(nèi)河航標(biāo)標(biāo)、輸油輸氣氣管道陰極保保護(hù)、氣象電電臺(tái)、公路道道班以及邊防防哨所等。聯(lián)網(wǎng)發(fā)電：是光伏發(fā)電的的主流趨勢(shì)，，市場廣闊，，前景誘人。。第一個(gè)太陽電電池1954年產(chǎn)生于美國國貝爾實(shí)驗(yàn)室室，1958年被用作“先先鋒1號(hào)”的電源上上了天。這種種電池使人造造衛(wèi)星的電源源可安全工作作20年之之久久。。452.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池太陽陽能能電電池池是是光光伏伏發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)和和核核心心??！1.太陽陽能能電電池池及及其其分分類類它是是利利用用光光生生伏伏打打效效應(yīng)應(yīng)把把光光能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變?yōu)闉殡婋娔苣艿牡钠髌骷?，又又叫叫光光伏伏器器件件。。光生生伏伏打打效效?yīng)應(yīng)：物物質(zhì)質(zhì)吸吸收收光光能能產(chǎn)產(chǎn)生生電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)的的現(xiàn)現(xiàn)象象，，在在液液體體和和固固體體物物中中都都會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生，，只只在在固固體體中中有有較較高高的的能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率。。半導(dǎo)導(dǎo)體體10-8-10-6Ω??cm導(dǎo)體體-----108-1020Ω??cm絕緣緣體體-----10-5-107Ω??cm半導(dǎo)導(dǎo)體體特性性：：1.電阻阻率率的的變變化化受受雜雜質(zhì)質(zhì)含含量量的的影影響響極極大大2.電阻阻率率受受光光和和熱熱等等外外界界條條件件的的影影響響極極大大例：：硅硅中中參參雜雜百百萬萬分分之之的的硼硼，，電電阻阻率率即即從從2.14×103Ω??cm減小小到到0.004Ω??cm鍺溫溫度度從從200℃℃到300℃℃，電電阻阻率率就就降降低低一一半半左左右右。。462.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池1.太陽陽能能電電池池及及其其分分類類半導(dǎo)導(dǎo)體體分分類類：：1.元素素半半導(dǎo)導(dǎo)體體和和化化合合物物半半導(dǎo)導(dǎo)體體（（化化學(xué)學(xué)成成分分））2.本征半導(dǎo)導(dǎo)體和雜雜質(zhì)半導(dǎo)導(dǎo)體（是是否有雜雜質(zhì)）3.n型半導(dǎo)體體和p型半導(dǎo)體體（導(dǎo)電電類型））4.磁性半導(dǎo)導(dǎo)體、壓壓電半導(dǎo)導(dǎo)體、鐵鐵電、有有機(jī)、玻玻璃、氣氣敏半導(dǎo)導(dǎo)體等太陽能電電池分類類：1.同質(zhì)結(jié)、、異質(zhì)結(jié)結(jié)和肖特特基太陽陽能電池池（按結(jié)結(jié)構(gòu)分））由同一種種半導(dǎo)體體材料構(gòu)構(gòu)成一個(gè)個(gè)或多個(gè)個(gè)p-n結(jié)的太陽陽能電池池。由兩種不不同禁帶帶寬度的的半導(dǎo)體體材料在在相接的的界面上上構(gòu)成一一個(gè)異質(zhì)質(zhì)p-n結(jié)的太陽陽能電池池。用金屬和和半導(dǎo)體體接觸組組成一個(gè)個(gè)“肖特特基勢(shì)壘壘”的太太陽能電電池，也也叫MS太陽能電電池，原原理為金金屬-半導(dǎo)體接接觸時(shí)在在一定條條件下產(chǎn)產(chǎn)生正整整流接觸觸的肖特特基效應(yīng)應(yīng)。2.硅太陽能能電池、、硫化鎘鎘和砷化化鎵太陽陽能電池池（按材材料分））472.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池2.太陽能電電池的工工作原理理、特性性及制造造方法太陽能電電池工作作原理太陽能電電池工作作原理的的基礎(chǔ)是是半導(dǎo)體體p-n結(jié)的光生生伏打效效應(yīng)，即即物體受受到光照照時(shí)，物物體內(nèi)的的電荷分分布狀態(tài)態(tài)發(fā)生生變化而而產(chǎn)生電電動(dòng)勢(shì)和和電流的的一種效效應(yīng)。當(dāng)當(dāng)太陽光光或其他他光照射射半導(dǎo)體體p-n結(jié)時(shí)，就就會(huì)在p-n結(jié)的兩端端出現(xiàn)電電壓（光光生電壓壓），使使p-n結(jié)短路就就會(huì)產(chǎn)生生電流。。p型半導(dǎo)體體：電子在外外界的能能量激發(fā)發(fā)后離開開原來的的固定位位置，形形成孔穴穴，在此此導(dǎo)體中中摻入可可以捕獲獲電子的的硼、鋁鋁、鎵、、銦等元元素，即即形成了了空穴型型半導(dǎo)體體，即p型。n型半導(dǎo)體體：如果摻入入能放電電子的磷磷、砷或或銻等雜雜質(zhì)元素素，則形形成電子子型半導(dǎo)導(dǎo)體，即即n型。p-n結(jié)：將兩種半半導(dǎo)體結(jié)結(jié)合在一一起，由由于電子子和空穴穴的擴(kuò)散散，在交交界面處處形成p-n結(jié)。它是是晶體二二極管的的基本結(jié)結(jié)構(gòu)，是是許多半半導(dǎo)體器器件的核核心。48導(dǎo)帶(空)禁帶能隙(Eg)價(jià)帶(滿)導(dǎo)電電子空穴半導(dǎo)體能能帶模型型a)0K時(shí)的本征征絕緣體體或半導(dǎo)導(dǎo)體b)T>0K時(shí)的本征征半導(dǎo)體體2.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池能帶：在一個(gè)孤孤立的原原子中，，電子只只能在一一些特定定的軌道道上運(yùn)動(dòng)動(dòng)，不同同軌道的的電子能能量不同同。所以以原子中中的電子子只能容容許取一一些特定定的值，，每個(gè)能能量稱為為一個(gè)能能級(jí)。晶晶體中原原子有規(guī)規(guī)則排列列組成的的，使各各原子的的相同能能級(jí)相互互作用，，略有差差別，形形成能帶帶。原子的外外層電子子在晶體體中處于于較高的的能帶，，內(nèi)層電電子處在在低能帶帶中，能能帶中的的電子不不圍繞各各自的原原子核做做閉合軌軌道運(yùn)動(dòng)動(dòng)，而是是為各原原子共有有，在晶晶體中運(yùn)運(yùn)動(dòng)。概念介紹紹492.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池載流子：運(yùn)載電流流的粒子子。導(dǎo)體體中載流流子是自自由電子子，半導(dǎo)導(dǎo)體中的的載流子子一種是是帶負(fù)電電的電子子，一種種是帶正正電的空空穴?？昭ǎ喊雽?dǎo)體中中的一種種載流子子。施主：凡參入純純凈半導(dǎo)導(dǎo)體中的的某種雜雜志的作作用是提提供導(dǎo)電電電子的的，叫施施主雜質(zhì)質(zhì)，也叫叫施主。。例如，，對(duì)硅而而言，磷磷、砷、、銻等。。受主：凡參入純純凈半導(dǎo)導(dǎo)體中的的某種雜雜志的作作用是接接受電子子的，或或稱提供供空穴的的，叫受受主雜質(zhì)質(zhì)，也叫叫受主。。例如，，對(duì)硅而而言，硼硼、鎵、、鋁等。。502.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池2.太陽能電電池的工工作原理理、特性性及制造造方法太陽能電電池的制制造方法法：電池都是是由P型半導(dǎo)體體和N型半導(dǎo)體體相接觸觸形成P-N結(jié)而成的的。P型區(qū)上的的接點(diǎn)為為正極，，N型區(qū)上的的接點(diǎn)為為負(fù)極。。在硅片片底下加加金屬底底板成下下電極（（正極））；在硅硅片上部部設(shè)有柵柵格形線線網(wǎng)，并并用金屬屬連接形形成上電電極（負(fù)負(fù)極）。。柵線接接觸是為為了降低低N型區(qū)的串串聯(lián)電阻阻。太陽光N接點(diǎn)P接點(diǎn)負(fù)荷P型硅片N型硅片硅太陽電池基本結(jié)構(gòu)硅太陽電電池單體體在最佳佳負(fù)荷狀狀態(tài)的工工作電壓壓約為0.4-0.5V。通常太陽陽能電池池由多個(gè)個(gè)單元電電池串并并聯(lián)，并并配有蓄蓄電池和和保護(hù)電電路。3.太陽能電電池的影影響因素素：溫度越高高越不利利；大氣氣中的粒粒子，如如電子流流、質(zhì)子子流、射線和X射線引起起電性能能衰減。。512.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池4.太陽能電電池的評(píng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)填充因子子FF:評(píng)價(jià)太陽陽能電池池的輸出出特性Ump-負(fù)載電壓壓，Imp-負(fù)載電流流Uoc-開路電壓壓，Isc-短路電流流太陽能電電池光電電轉(zhuǎn)化效效率:太陽能電電池的最最大輸出出功率與與照射到到電池上上的入射射光的功功率之比比。硅太陽能能電池的的理論效效率上限限為33%,目前實(shí)際際單晶硅硅太陽能能電池轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率一般為為12%-20%。太陽能電電池的光光譜響應(yīng)應(yīng):太陽能電電池在入入射光中中每一種種波長的的光能的的作用下下，所收收集到的的光電流流與相對(duì)對(duì)于入射射到電池池表面的的該波長長光子數(shù)數(shù)之比，，也叫光光靈敏度度。522.10太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2.10.2太陽能電池5.太陽能電電池的制制造方法法太陽光N接點(diǎn)P接點(diǎn)負(fù)荷P型硅片N型硅片硅太陽電池基本結(jié)構(gòu)單晶硅太太陽能電電池的一一般制造造方法硅片的選選擇:考慮硅硅材料料的導(dǎo)導(dǎo)電性性能，，電阻阻率、、晶向向等。。硅片表表面準(zhǔn)準(zhǔn)備：切好好的硅硅片臟臟且不不平，，表面面要經(jīng)經(jīng)過濃濃硫酸酸化學(xué)學(xué)清洗洗，酸酸性或或堿性性溶液液腐蝕蝕，王王水等等溶液液再清清洗。。擴(kuò)散制制結(jié)：p-n結(jié)石單單晶硅硅太陽陽能電電池的的核心心，有有熱擴(kuò)擴(kuò)散、、離子子注入入、外外延、、激光光和高高頻電電注入入等。。除去背背結(jié)：高溫溫?cái)U(kuò)散散時(shí)背背面也也形成成了p-n結(jié)。制作上上下電電極：方法法主要