太阳能光伏发电技术及其发展前景.pdf

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1、 本文由午夜寒光贡献 pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。(s 1 节 能 减 排:e l 1 l o n l na l 一 太阳能光伏发电技术及其发展前景 湖北 十堰 刘 道春 1 太 阳能 光 伏 发 电市 场 前 景 广 阔 当 煤 炭,油等 化 石 能 源 频 频 告 急,源 问题 日益 成 石 能 为 制 约 国际 社 会 经 济发 展 的瓶 颈 时,越 来 越 多 的 国 家 开 始实行 阳光 计 划 开发 太 阳 能 资 源,求 经 济 发 展 的 新,寻 动 力.欧 洲 一 些 高 水平 的 核研 究 机 构 也 开始 转

2、 向 可 再 生 能 源.国 际光 伏 市场 巨大 潜 力 的 推 动下,国的 太 阳能 在 各 电池 制 造商 争相 投 入 巨 资,大 生 产,争一 席 之 地.扩 以 美 国 推 出 了 阳能 路 灯 计 划 旨在 让 美 国 一 部 分 城 太,阳 能 发 电 往 往 指 的 就 是 太 阳能 光伏 发 电.太 阳 能 发 电 有 两 种 方 式:种 是 光 一 热一 电转 换 方式,一 种 是 光 一 电 一 另 直 接 转 换 方 式.光一 热一 电转 换方 式 通 过 利 用 太 阳辐 射 产 生 的 热 能 发 电.一般 是 由太 阳能 集 热器 将 所 吸 收 的 热 能 转

3、 换成 工质 的蒸 气.驱动 汽 轮 机 发 电.与普 通 的火 力 再 发 电 一样.太 阳能 热 发 电的 缺点 是 效 率 很 低 而 成 本 很 高,估计 它 的投 资 至 少要 比普 通火 电站贵 5 1 O 倍.一 座 l0 MW 的太 阳 能 热 电 站 需要 投 资 2 5 亿 美 元,平 均 O0 02 lW 的投 资 为 2 0 5 0 美 元.因此.k 002O 目前 只 能 小规 模 地 市 的路 灯 都 改 为 由太 阳 能供 电,据计 划,盏 路 灯 每 年 根 每 可 节 电 8 0 Wh 日本 也 正 在 实 施 太 阳 能 0k.7 万 套 工 程 计 应 用

4、 于 特 殊 的 场 合.大 规模 利 用 在 经 济 上 很 不 合 算,而 还 不 能 与 普 通 的 火 电 站或 核 电 站 相 竞 争.光 一 电 直 接 转 换 划 准 备普 及 太 阳能住 宅 发 电系 统,是 装 设 在 住 宅 屋,主要 方 式 是 利 用 光 电 效应,太 阳辐 射 能 直 接 转 换 成 电 能,将 它 的 基 本 装 置 就 是 太 阳 能 电池.太 阳能 电池 是 一 种 由 于 光 生 伏 特 效 应 而将 太 阳光 能 直 接 转 化 为 电 能 的 器 件,是 一 个 半 导体 光 电二 极管.当太 阳光 照 到光 电二 极 管 上 时,光 电

5、二极 管 就 会 把 太 阳 的光 能 变 成 电 能,生 电流.当多 个 产 电 池 串 联 或并 联 起 来 就 可 以成 为 有 比较 大 的 输 出 功 率 的 顶上的太阳能电池发电设 备,家庭剩余 的电量还可以卖给 电力 公 司.欧洲 则 将 研 究 开发 太 阳能 电池 列 入 着 名 的 尤 里 卡 科技 计 划,出了 O 万套 工 程计 划 日本,国 高 推 l.韩 以及 欧 洲地 区 总共 8 个 国 家最 近 决 定 携手 合 作,亚 洲 内 在 陆 及 非 洲 沙 漠地 区建 设 世 界 上 规模 最 大 的太 阳 能发 电站.他 们 的 目标 是 将 占全 球 陆 地

6、面积 约 l,4 的沙 漠 地 区 的 长 时 间 日照 资 源 有效 地 利 用 起 来,为 3 0 万用 户 提供 1 0 万 0 太 阳 能 电 池方 阵.太 阳能 电池 是 一 种 大有 前 途 的 新 型 电 源,有永 久性,洁性 和灵 活 性 三 大 优 点.太 阳 能 电 池 具 清 k 的 电能.目前,国和 日本 在 世 界光 伏 市场 上 占有 最 W 美 大 的 市 场份 额.美 国拥 有 世界 上 最 大 的 光 伏 发 电厂,功 其 寿命 长,只要 太阳存在.阳能 电池就可 以一 次投 资而长 太 期 使用;与火 力 发 电相 比.太 阳能 电池 不 会 引 起 环 境

7、 污 染;阳能 电池 可 以大 中 小 并 举,到 百 万 千 瓦 的 中 型 电 太 大 站,到 只供 一 户 用 的 太 阳能 电 池 组,是 其 它 电源 无 法 小 这 比 拟 的 率为 7 MW;日本 也 建 成 了发 电功 率 达 1 MW 的 光伏 发 电 厂.全 世 界 总共 有 2 3 万 座 光 伏 发 电设 备,以色 列,大 利 澳 亚,西 兰居 于 领 先 地 位.新 太 阳 能 电池 光 伏 发 电 在 不 远 的 将 来 会 占 据 世 界 能 源 消 费 的重 要 席 位,但 要 替 代 部 分 常 规 能 源.且 将 不 而 成 为 世 界 能 源 供 应 的

8、主体.预 计 到 2 3 0 0 年,再 生 能 源 可 在 总 能 源结 构 中 将 占 到 3%以上,太 阳能 光 伏 发 电在 0 而 3 太 阳能 电池 的功 能,类 与结 构 种 太 阳 能 光伏 技 术是 利 用 电池 组 件 将 太 阳 能 直 接 转 变 为 电能 的 技 术.通 常 所 说 的光 伏 技 术 也 可 以 说 是 太 阳能 电池 技 术.太 阳 能光 伏 系统 主 要 包 括:阳 能 电池 组 件,太 世 界 总 电力 供 应 中 的 占 比也 将 达 到 1%以 上:到 2 4 0 00 年,再 生 能 源 将 占总 能 耗 的 5%以 上.阳 能 光 伏 发

9、 可 0 太 蓄 电池,制 器,变 器,明 负 载 等.当 照明 负 载 为 直 流 控 逆 照 时,不 用逆 变 器.则 电将 占总电力 的 2%以上;计到 2 世纪末,0 预 l 可再 生能 源 在 能 源 结 构 中 将 占到 8%以 上,太 阳 能 发 电 将 占 到 0 6%以上 0 太 阳 能 电池 根据 所 用材 料 的不 同,还可 分 为:太 阳 硅 能 电池,元 化 合 物 薄 膜 太 阳 能 电 池,合 物 多 层 修 饰 电 多 聚 2 太 阳能 光伏 发 电的基 本 原 理 太 阳 能发 电分 光 热 发 电 和光 伏 发 电.通 常 所 说 的 太 极 型 太 阳 能

10、 电池,米 晶 太 阳 能 电 池,机 太 阳能 电 池.辋 纳 有,栏 目 编 其 中硅太 阳能电池是 目前发展最成熟 的.在应用 中居主 肖 导 地 位.常 用 太 阳电 池 按 其材 料 可 以 分 为:体 硅 电 池,晶 朝 啤 电一 固 节能减排 E.旧 n.州 m.m m.t.硫 化 镉 电池 硫 化 锑 电 池 砷 化 镓 电 池 非 晶 硅 电 池 硒 铟,相 比 还 有 很 大 的 差 距 主 要 问 题 是 光伏 系 统 造 价 偏 高 系.,铜 电 池 叠 层 串联 电池 等,.统 配 套工 程 装备 没 有 产业 化,应 用示 范 不 够 和 公众对 太,太 阳能 电池

11、 重量 轻 无 活 动部 件 使用 安 全,.单位质.阳 电池 应 用 的 巨 大 潜 力 缺 乏 了 解,以 及 系统应 用 仅 限 于.量输 出功 率大 既 可 作 小 型 电源 又 可 组 合成 大 型 电站 ,独 立 运 行 还 没 有 并 网运 行 和 与建 筑业 结 合,因此 有 必,目前 其 应 用 已 从 航 天 领 域 走 向 各 行 各 业 走 向 千 家 万 户.,要 加 强 太 阳 能 电池应 用 技 术研 究 和示 范 推 进 产业 化 拓 太 阳 能 汽 车 太 阳 能 游 艇 太 阳 能 自行 车 太 阳 能 飞 机 都 宽应 用 领域和市场 5.相继 问世.然

12、而 对 人 类最 有 吸 引力 的是太 空 太 阳能 电站.,它 的建立 无 疑 将彻 底 改 善 世 界 的 能 源状 况 人 类 都期 待 太 阳 能 电池 产 业 的 发 展 前 景 随 着 太 阳 能 光 电技术 的 日趋 成 熟 和 商业 化 发 展 太,这 4 一 天 的到 来.光 伏 发 电 的 产 品 用 途 及 太 阳 能 电池 的 应 用 光 伏 发 电技 术 可 以 用 于 任 何 需 要 电 源 的 场 合,阳 能 光 电 技 术 的 推 广 应 用 有 了长 足 的 进 展.目前 各 国 的.光伏计划雄心 勃勃 站.,世界 各地 已 建成 多座 兆 瓦 级 光 伏 电

13、,上至,如最 大 的是 位 于 美 国加州 的光 伏 电站 装 机 容量 为,航 天 器 下 至 家 用 电源 大 到 兆 瓦 级 电站 小 到 玩 具 光 伏 电源 可 以 无 处 不 在.6 5 M W;现 正 在 希 腊 克 里 特 岛建 造 的.一 座 阳光 电站 装 机 目前,光 伏 发 电产 品 主 要 用 于 三 方.容量 为 5 0 MW 引人 注 目.,除此 之 外 一,些 国家推 出 的屋 顶 计划将更 面:(1)为 无 电 场 合 提 供 电 源 主 要 为 广 大 无 电 地 区 居 民 生 活 生 产 提 供 电 力 以 及 微 波 中继 电 源 等 另 外 还 包

14、括,一 显 示 了光伏 发 电的广 阔应 用 前景 和 强 大 的生,命 力 各 国 屋 顶 计 划 的 实 施 将 有 力 地 促 进 太 阳 能光 电 的 应用 普及 使其进 入 千 家万 户,些 移 动 电 源 和 备 用 电 源;(2)太 阳 能 日用 电 子 产 品 如 各,.据预测 到,2 0 10 .年世界 类 太 阳 能 充 电 器 太 阳 能 路 灯 和 草 坪 灯 等;(3)并 网 发 电 这 在 发达 国家 已 经 大 面 积 推广 实施.,的光 电池 组 件交 易量将 达 到 7 0 0.4 0 0 0 MW,年 近 期将 以.我 国并 网发 电还 未 高效 晶体 硅

15、电 池 为 主 然 后 逐 步 过 渡 到 薄膜 太 阳 能 电 池 和 各种 新 型 太 阳能光 电池 的发展.起 步 不 过 2 0 0 8 年 北 京 绿 色 奥 运 部 分 用 电 由太 阳 能 发 电 和 风 力 发 电提 供.应 用 上 将 从 屋 顶 系统 突 破 逐 步过 渡 到 与 建筑.一 体化的大型 并 网光 伏电站 的 还 可 作为,我 国 太 阳 能 电池 应 用 领 域 在 不 断 扩 大 已 涉 及 农 业,发展.牧业 林 业 交 通 运 输 通 讯 气 象 石 油管道 文 化 教 育及,太 阳能 电池组 件不 仅 可 以作为能 源 设 备,家庭 电源 等诸 多方

16、 面.光 伏 发 电在解 决偏 僻边 远 无 电地.屋 面 和 墙 面 材 料 既 供 电节 能 又 节 省 了建 材 国外 己 有 区 供 电及 许 多特殊 场 合用 电上 已 起 到 引人 注 目的 作用 非 常好 的案例,.因此.太 阳能 光 伏 发 电技 术 与 建筑相 结,但从 总 体的应 用 技 术 水 平 和 规 模 上 看.与工 业发达 国家 合 将 具 有 良好 的 经 济 效 益 前 途 无 限.小 资 料 德 国住 宅 广泛 利 用 太 阳能 居家生 活 用 能 主要 有 3 个 方 面 即照 明 取 暖 热水,分人 住 房 改 造 的 投 资,实 际 上 也 是 为 国

17、 家 减 轻 负担 否 ,供应.德 国 在 节 省 照 明 用 电上 采 取 的 措 施 是 尽 量 利 用.则 国 家要 拿 相 当多 的 资 金 对 他们 的取 暖 和 供 热 予 以 补 贴.自然 采 光.德 国实行 夏 时制 节 电的效果 不 仅体现 现 在.居 民用 电上 而 且 还 体现 在公 共场所 和 商业 用 电上,.建造 太 阳能住 宅 在技术上 已 不 成 问题 制 约太 阳 能.德 国 在 建 筑 节 能 的 大 手 笔 是 建造 太 阳 能 住 宅 在 德 国 不 仅单 体住宅 即,一.目前 住 宅建造 的主要 原 因 是 制度 或 体制 问题 即谁来投 资 的.家

18、一 片 的小 型 楼 房或别 墅.问题.由 于 成 本 等原 因 开 发 商 和 住 宅 出 租 公 司 都 没 有.可 以使用 太 阳 能 取 暖 和 保证 热 水 的供 应 而 且 集 体 住 宅 太 大 的积极 性 投 资太 阳 能住宅建造 这 是 德 国建造太 阳 或 多户 型 的公寓也 可 使 用 太 阳能.最近 慕尼 黑市的,一 能 住 宅 计 划 中 最 大 的难 点.目前 有 积 极 性 建 造 太 阳 能 住.家城 市 居 民 住 房 公 司 开 始 用 太 阳 能 技 术 改 造 传 统 住 房 宅 的 是 那 些 理 想 的环 境 保 护 主 义 者 他 们 属 于 经 济 收入 这 意 味 着 无 力 自建 住 房 或 者 无 力 购 买 住 房 的 租 房 群 体 和 低收 人 家庭 也 开 始 逐 步 享 受 免 费 的 太 阳 能 热 水 供 应,较高 的人 群.鉴 于 太 阳 能住 宅 明显 的节 能效 果 和 不 污 染 环 境 的 和 暖 气供 应 慕 尼 黑 市 政 府 的 做 法 是 改 造 先 从 廉 租 房 开.优 点 在 德 国许 多 地 区 已 经 开 始 了 整 栋 居 民 楼 共 建太 阳,始 因廉 租 房 住 户 是 享 受 国 家 福 利 补 贴 的 人 群,.对这部 能 供 暖 系 统 的行 动 .宙,3 1