光伏發(fā)電技術(shù)第1頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光伏發(fā)電原理及特性光伏發(fā)電影響因素發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景光伏發(fā)電的局限性內(nèi)容概要12345研究背景第2頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月研究背景隨著傳統(tǒng)化石能源枯竭，可再生能源研究受到重視，太陽能以儲(chǔ)量巨大、安全清潔等優(yōu)勢(shì)將成為未來主要能源之一。我國(guó)太陽能資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)理論儲(chǔ)量達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國(guó)大多數(shù)地區(qū)平均日輻射量達(dá)4kw﹒h/㎡以上，西藏地區(qū)高達(dá)4kw﹒h/㎡以上。太陽能發(fā)電主要熱發(fā)電和光伏發(fā)電，光伏發(fā)電效率較高、規(guī)模不限、建設(shè)時(shí)間短、維護(hù)簡(jiǎn)單，70年代后迅速發(fā)展。第3頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光伏發(fā)電原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、負(fù)載等組成，太陽能電池陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心。太陽能電池用半導(dǎo)體材料制成，半導(dǎo)體受到光照射后，激發(fā)出電子和空穴(正電荷)，在P—N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，電子、空穴分別被驅(qū)向N，P區(qū)，從而產(chǎn)生由N區(qū)指向P區(qū)的光生電動(dòng)勢(shì)，稱為“光伏效應(yīng)”.第4頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電特性將多個(gè)單體光伏電池串、并聯(lián)成數(shù)瓦到數(shù)百瓦的光伏模塊，進(jìn)一步可將多個(gè)光伏模塊串、并聯(lián)成光伏陣列。一定的溫度光照下，光伏電池對(duì)應(yīng)存在一個(gè)最大功率輸出運(yùn)行點(diǎn)。隨著環(huán)境變化，應(yīng)調(diào)整負(fù)載的伏安特性使其相交于電池最大功率輸出點(diǎn)處，以實(shí)現(xiàn)“最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)”。圖2光伏電池輸出特性第5頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電系統(tǒng)類型

光伏發(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)型發(fā)出的電能通過DC/DC變換器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，儲(chǔ)存的電能可通過放電器向負(fù)載供電。控制器通過對(duì)DC/DC變換器調(diào)整光伏陣列等效負(fù)載的大小，實(shí)現(xiàn)MPPT。并網(wǎng)型與公共電網(wǎng)聯(lián)接，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MPPT的前級(jí)DC/DC變換控制，后級(jí)DC/AC控制獨(dú)立，減少了后級(jí)逆變器與輸出功率的相互影響。利用率高、省略儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、成本較離網(wǎng)型降低。圖3并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)第6頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響發(fā)電的因素

1硅材料工藝太陽能電池材料只能吸收一定波長(zhǎng)的太陽光輻射，存在晶格熱振動(dòng)等散射機(jī)制，使得發(fā)電效率低。目前單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率約16％一20％，影響電池能量轉(zhuǎn)換效率主要因素是電學(xué)損失和光學(xué)損失。單晶硅材料第7頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2最大功率點(diǎn)跟蹤電池的輸出功率隨著日照強(qiáng)度和太陽電池表面的溫度改變而變化，會(huì)使電池的工作點(diǎn)偏離最大功率點(diǎn)，降低電池轉(zhuǎn)化效率?？刂铺栯姵禺a(chǎn)生最大功率控制方式稱為最大功率點(diǎn)跟蹤控制MPPT。目前采用MPPT可使太陽電池的發(fā)電效率提高20％以上，技術(shù)成本較低，具有推廣價(jià)值。影響發(fā)電的因素

第8頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3光線自動(dòng)跟蹤采用自動(dòng)跟蹤方式，保持太陽能電池板表面與太陽光垂直，提高轉(zhuǎn)換效率。(1)勻速跟蹤法，將固定在極軸上的太陽能電池板以地球內(nèi)轉(zhuǎn)角速度15°/h的速度轉(zhuǎn)動(dòng)(2)時(shí)空同步法，根據(jù)時(shí)間、季節(jié)、當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度等因素考慮其方位角和傾斜角的選擇。(3)光強(qiáng)比較法，光敏電阻隨著光強(qiáng)變化而電阻值變化，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。利用微處理器控制相應(yīng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)。影響發(fā)電的因素

第9頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4聚光方式聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)針對(duì)較昂貴電池，通過八面體聚光漏斗聚光方式，增加電池板的光強(qiáng)，節(jié)省太陽電池的使用量，降低建設(shè)成本。太陽能熱發(fā)電按聚光器形式的不同可分為槽式、塔式和碟式三種。目前所應(yīng)用的工程中，往往采用多種措施結(jié)合調(diào)節(jié)，如聚光系統(tǒng)與跟蹤系統(tǒng)一并采用。影響發(fā)電的因素

第10頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光伏發(fā)電局限性

光伏電池成本問題太陽能電池的成本是整個(gè)系統(tǒng)成本的主要部分，降低硅材料費(fèi)用，是降低光伏發(fā)電成本的關(guān)鍵。多晶硅材料成本比單晶硅材料成本低，逐漸成為研究的重點(diǎn)。研發(fā)的主要問題有：多晶硅材料制備的新技術(shù)、快速摻雜表面處理技術(shù)、提高硅片質(zhì)量的新技術(shù)工藝等。第11頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多晶硅生產(chǎn)污染問題多品硅行業(yè)是個(gè)重污染的行業(yè)，目前國(guó)內(nèi)尾氣回收工藝不完善，生產(chǎn)的副產(chǎn)品——四化硅是高毒物質(zhì)。用于傾倒或掩埋四氯化硅的土地將變成不毛之地，將面臨越來越大的環(huán)保壓力?！度A盛頓郵報(bào)》2008年3月9日文章《太陽能公司把垃圾留給了中國(guó)》，講的是洛陽某高科技公司，生產(chǎn)的多晶硅被用在全世界范圍內(nèi)銷售的太陽能電池板。然而傾倒掩埋四氯化硅的土地上，草和樹不生，嚴(yán)重污染環(huán)境。光伏發(fā)電局限性

第12頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)以每年超過30％的速度遞增，成為發(fā)展速度最快的行業(yè)之一。到2009年底，全球光伏發(fā)電裝機(jī)容量累計(jì)達(dá)2300萬千瓦，當(dāng)年新增裝機(jī)約為700萬千瓦。并網(wǎng)光伏發(fā)電的應(yīng)用快速增長(zhǎng)，已成為光伏發(fā)電主導(dǎo)市場(chǎng)。1996年并網(wǎng)光伏系統(tǒng)比例僅7.9％，而2007年則增加至80％左右。第13頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2007年，我國(guó)成為世界最大的光伏電池生產(chǎn)國(guó)，占世界總產(chǎn)量的27．2％，光伏發(fā)電裝機(jī)容量累計(jì)達(dá)10萬千瓦，2009年則增為31萬千瓦。目前，我國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要為離網(wǎng)型，今后將逐步向并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)方向發(fā)展。

光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)首個(gè)10兆瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目屋頂光伏發(fā)電一體化第14頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用前景隨著晶體硅光電轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)技術(shù)持續(xù)提高，硅材料消耗不斷減小，薄膜光伏電池技術(shù)不斷進(jìn)步，疊層、量子點(diǎn)、多能帶、熱光伏、多載流子等新一代光伏電池的開發(fā)，生產(chǎn)成本將大幅降低。并網(wǎng)型光伏發(fā)電的比例增加，逐步成為主流，與建筑結(jié)合的太陽能建筑