太陽能發(fā)電及利用技術(shù)[]第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容一、太陽能光伏發(fā)電歷史與現(xiàn)狀二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成三、太陽能光伏發(fā)電優(yōu)缺點四、太陽能電池發(fā)電原理五、太陽能電池發(fā)電分類六、太陽能發(fā)電系統(tǒng)七、空間電站—未來能源基地八、太陽能熱動力發(fā)電九、太陽能新產(chǎn)品第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月地球資源特別是不可再生資源，其供給能力有限，并非取之不盡、用之不竭在經(jīng)濟不斷發(fā)展同時，能源消耗不斷增加，傳統(tǒng)能源無以為繼，經(jīng)濟發(fā)展越來越受制于能源的開發(fā)利用，新能源作為一種替代能源，未來能極大的緩解我們能源大量需求，可以保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)能源產(chǎn)生環(huán)境問題越來越嚴重，危害人類健康和生存環(huán)境第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月火電的缺點火電需要燃燒煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蘊藏量有限、越燒越少，正面臨著枯竭的危險。據(jù)估計，全世界石油資源再有30年便將枯竭。另一方面燃燒燃料將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨，惡化地球環(huán)境。

第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月水電的缺點水電要淹沒大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型水庫一旦塌崩，后果將不堪設(shè)想。另外，一個國家的水力資源也是有限的，而且還要受季節(jié)的影響。

第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月核電的缺點核電在正常情況下固然是干凈的，但萬一發(fā)生核泄漏，后果同樣是可怕的。前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故，已使900萬人受到了不同程度的損害，而且這一影響并未終止。

第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月這些都迫使人們?nèi)ふ倚履茉础Ｐ履茉匆瑫r符合兩個條件：一是蘊藏豐富不會枯竭；二是安全、干凈，不會威脅人類和破壞環(huán)境。目前找到的新能源主要有兩種，一是太陽能，二是燃料電池。風(fēng)力發(fā)電也可算是輔助性的新能源。其中，最理想的新能源是太陽能。第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么要使用太陽能照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費?？梢哉f，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電被譽為是理想的能源。第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能光伏發(fā)電歷史與現(xiàn)狀利用太陽光發(fā)電是人類夢寐以求的愿望。從二十世紀五十年代太陽能電池的空間應(yīng)用到如今的太陽能光伏集成建筑，世界光伏工業(yè)已經(jīng)走過了近半個世紀的歷史。90年代以來，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展很快，已廣泛用于航天、通訊、交通，以及偏遠地區(qū)居民的供電等領(lǐng)域，近年來又開辟了太陽能路燈、草坪燈和屋頂太陽能光伏發(fā)電等新的應(yīng)用領(lǐng)域。第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展歷史第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月至2003年底中國光伏產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域及份額

第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能光伏發(fā)電優(yōu)缺點1、太陽能光伏發(fā)電的主要優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)簡單．體積小且輕。(2)易安裝，易運輸，建設(shè)周期短。(3)容易啟動,維護簡單,隨時使用,保證供應(yīng)。(4)清潔，安全，無噪聲。(5)可靠件高，壽命長。(6)太陽能無處不有，應(yīng)用范圍廣。(7)降價速度快，能量償還時間有可能縮短。第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2、太陽能光伏發(fā)電的主要缺點(1)能量分散，占地面積大。(2)間歇性大。除了晝夜這種周期變化外，太陽能光伏發(fā)電還常常受云層變化的影響。小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)可用蓄電池補充，大功率光伏電站的控制運行比常規(guī)火電廠、水電站、核電廠要復(fù)雜。(3)地域性強。第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月光伏效應(yīng)早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。太陽電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)，就是當(dāng)物體受到光照時，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng)。即當(dāng)太陽光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時，就會在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓，使PN結(jié)短路，就會產(chǎn)生電流。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能發(fā)電原理圖第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月晶體硅材料制備的太陽能電池比較單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高；非晶硅太陽電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉(zhuǎn)換效率較低，而且效率衰減得比較快；鑄造多晶硅太陽能電池則具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換的效率，而且性能價格比最高；薄膜晶體硅太陽能電池則現(xiàn)在還只能處在研發(fā)階段。硅系列太陽能電池中，單晶硅和多晶硅電池繼續(xù)占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位，單晶硅和多晶硅的比例已超過80%，而這一發(fā)展趨勢還在繼續(xù)增長。第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能電源是由太陽能電池發(fā)電，經(jīng)蓄電池貯能，從而給負載供電的一種新型電源，廣泛應(yīng)用于微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路、也可為無電山區(qū)、村莊、海島提供電力。第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能供電系統(tǒng)的類型1）按供電類型分：直流供電系統(tǒng)交直流供電系統(tǒng)2）按供電特點分：獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是指僅僅依靠太陽能電池供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)或主要依靠太陽能電池供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在必要時可以由油機發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電網(wǎng)電源或其他電源作為補充。從電力系統(tǒng)來說，kW級以上的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)也稱為離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(以下簡稱光伏系統(tǒng))的主流發(fā)展趨勢是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：太陽能電池所發(fā)的電是直流，必須通過逆變裝置變換成交流，再同電網(wǎng)的交流電合起來使用，這種形態(tài)的光伏系統(tǒng)就是并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可分為：住宅用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和集中式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)(電站)兩大類。前者的特點：是光伏系統(tǒng)發(fā)的電直接被分配到住宅內(nèi)的用電負載上，多余或不足的電力通過連接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)：后者的特點：是光伏系統(tǒng)發(fā)的電直接被輸送到電網(wǎng)上，由電網(wǎng)把電力統(tǒng)一分配到各個用電單位。第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月住宅用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)圖第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月住宅用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)供電形式第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月直流供電系統(tǒng)第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月交直流供電系統(tǒng)

第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站的原理隨著地球上石油、煤炭資源的日益枯竭和環(huán)境污染的不斷加劇，人類把目光投向太空，預(yù)計到下個世紀初將建成空間電站，以解決日益緊張的能源問題?？臻g電站實際上是利用太陽能發(fā)電的衛(wèi)星，這些衛(wèi)星表面覆蓋有太陽能電池板，能夠吸收積聚大量太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能，通過微波束將電能傳送回地面。第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站傳輸它是由永遠朝向太陽的太陽電池列陣，能把直流電轉(zhuǎn)換成微波能的微波轉(zhuǎn)換站，發(fā)射微波束能的列陣天線等三部分組成，通過天線以微波形式向地面輸電。在地面上則要建一個面積達幾十平方公里的巨型接受系統(tǒng)。太空太陽電站是十分巨大的，據(jù)計算一座8×1010W的太空太陽電站其太陽電池的列陣面積即達64km2，要裝配幾百億個電池片，把微波發(fā)往地球的天線列陣面積需2.6km2。第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月在近地軌道

直接組裝太陽能電站第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站的優(yōu)點空間發(fā)電有兩大優(yōu)點：一是可以充分利用太陽能，同時又不會污染環(huán)境，二是不用架設(shè)輸電線路，可直接向空中的飛船和飛機提供電力，也可向邊遠的山區(qū)、沙漠和孤島送電。科學(xué)家預(yù)測，一旦建成空間電站，人類可以不斷獲得能源，地球能源利用將產(chǎn)生革命性變化。第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱發(fā)電類型分散型發(fā)電系統(tǒng)是將拋物面聚光器配置成很多組，然后把這些集熱器串聯(lián)和并聯(lián)起來，以滿足所需的供熱溫度。集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面鏡、跟蹤機構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對準太陽，把入射光反射到位于場地中心附近的高塔頂端的接受器上。

第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月塔式太陽能熱動力發(fā)電的示意圖

第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)(SEGS)簡稱槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，也稱分散型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由4部分組成；聚光集熱裝置：輔助能源裝置：蓄熱裝置：汽輪發(fā)電裝置：第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能發(fā)電站第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽坑發(fā)電技術(shù)它是在地面挖一個球形大坑，坑壁貼上許多小反射鏡，使大坑成一個巨大的凹面半球鏡，它將太陽能聚焦到接受器，以獲得高溫蒸氣。試驗證實太陽坑發(fā)電的方案是可行的。第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽坑發(fā)電示意圖第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能煙囪發(fā)電它是在一大片圓形土地上蓋滿玻璃，圓中心建一高大的煙囪，煙囪底部裝有風(fēng)力透平機。透明玻璃蓋板下被太陽加熱的空氣通過煙囪被抽走，驅(qū)動風(fēng)力透平機發(fā)電。

第40頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能煙囪發(fā)電示意圖第41頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)能開發(fā)的意義什么是風(fēng)能？風(fēng)能就是空氣的動能