太阳能光电光热技术

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太阳能光电光热技术

太阳能光电光热技术

目前,我国光电应用主要是通信领域,包括微波中继站、卫星通信地面站、卫星电视接收差转系统、通信台站等,市场占有率约50%。独立光伏电站和户用光伏电源系统市场占有率约30%,主要有县乡级光伏电站400余座、农村学校的光伏发电系统80座和家用光伏电源系统15万套。其中规模较大的有西藏安多、班戈、尼玛、双湖等7座县级光伏电站,总装机容量425kWp。

2001年度,我国光伏组件总装机容量具有22.8 MWp,占世界的1.4%,2001年太阳电池的产量为3.8 MWp,正在建设的几条生产线生产能力已经有2~10 MWp的规模,预计未来几年我国光伏发电将有较大的发展。截止到2001年底,我国其累积生产小型离网风机约有21万台,大型并网风电机组40万kw,太阳电池22.8MWp,太阳能热水器3200万㎡,---

由国家计委组织实施的旨在利用光伏发电和小型风力发电机解决边远无电地区人约2300万人民生活用电的“光明工程”正在我国西部全面展开,今年已投入18亿元人民币建设总计12 MWp的乡村光伏发电系统。我国已经成功地建造了几个光伏并网示范工程,目前,兆瓦级并网光伏电站正在深圳市建设。

新能源将成为2008年北京奥运会的主角。奥运村90%的洗浴热水将依靠太阳能产生,奥运场馆周围80%至90%的路灯也将由太阳能发电点亮。高科技环保能源建筑将使人处在一个能源不断循环再生、充满自然景观的人工大自然中。计划到2010年,利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题,使其人均拥有发电容量到100W的水平,相当于届时全国人均拥有发电容量的1/3。

绿色能源为奥运场馆注入新动力

北京城北500千伏变电站

2007年,北京市以技术进步为支撑,以提高能源利用效率为目标,践行绿色奥运理念,大力发展新能源,开展资源综合利用,多元发展,服务奥运。风力发电、太阳能光伏发电、再生水热泵冷热源系统、垃圾填埋场沼气发电等一批开创性新能源项目建成,69项能源新技术在奥运场馆应用,绿色能源为奥运能源保障和城市发展注入了新的活力,在提高资源利用效率、减少能源消费对环境的影响等方面发挥了重要作用。

新能源新技术闪亮奥运场馆

夏季制冷、冬季供暖,对大型公共建筑是“天经地义”的事,在奥运村这是怎么实现的?正在建设的奥运村,有一总投资约9725万元的目前国内最大规模应用再生水热泵系统,它利用热泵技术提取清河污水处理厂中水的低品位热能,实现为奥运村约40万平方米的建筑制冷供热。项目实施后,每年可减少用煤约1500吨,减排二氧化碳约3600吨,二氧化硫和氮氧化物约60吨。

而奥运村中的国家体育馆,设计安装了100千瓦太阳能光伏发电工程,它注重了太阳能发电系统与建筑美观的结合,太阳能电池板分别安装在屋顶天窗、玻璃幕墙上,不仅具有为建筑物遮阳、采光、挡雨的维护结构功能,而且还能具备日均发电量超过200千瓦时的“能力”,可为15000平方米的地下车库提供充足的照明电力。其光伏电池板与雄伟的建筑外观融为一体,直观地向公众展示了太阳能光电利用技术。

北京绿色风电建设零突破

本市首座大型风电场——北京官厅风电场一期33台风机已竣工具备并网发电条件。这标志着北京地区在风能开发利用方面实现零的突破,对于本市开发利用可再生能源起到很好的示范和推动作用。作为国内首次采用拥有自主知识产权的1.5兆瓦风

机,既是我国风电事业发展的一次技术展示,也是“科技奥运、绿色奥运”理念的具体体现。

风电场由京能集团开发投资建设,一期工程总装机容量为49.5兆瓦,项目总投资为5.8亿元。项目建成后将全部进入城市电网,向北京输送一亿度的绿色电力,每年可减少二氧化碳排放10万吨、二氧化硫排放782吨、一氧化碳11吨、氮氧化物444吨,节约煤炭5万吨。

2010年前完成官厅风电场的二期工程建设,届时装机容量将达到10万千瓦。

首座区域制冷站初见成效

一年来,中关村广场区域制冷站建成运行,为中关村广场区域内近27万平方米的不同建筑提供冷源服务,已实现转移高峰电量3339千瓦,每年约节省运行管理费用60万元。与新增发电装机相比,每年可减少耗煤2280吨,降低二氧化硫排放15吨、减少二氧化碳排放3000吨,并有效减少了单体建筑约3500平方米的建设冷站用地。

揭秘奥运门票高科技因素芯片藏全球唯一序列号

随着北京奥运会开始第二阶段发售,奥运门票销售工作进入深入。2008年6月份,抽中门票的观众就可以接到领取门票的通知。那么,这张小小的奥运门票到底会是什么样子?出于保密的需要,奥运门票的票面还没有公布。

不过,里面蕴藏的高科技因素已经提前揭开面纱。所有的北京奥运会和北京残奥会门票内部都嵌有一个长宽1毫米的芯片。到了奥运会赛场,这些门票都将接受验票机上无线射频的识别。芯片里有全球惟一的序列号,对应着验票机上的一把“秘密钥匙”。观众在场外接受安检时,就像公交IC卡一样,观众只需拿着门票在验票机一刷,验票机就能在0.1秒内辨认门票的真伪。据悉,验票机上的摄像头成本只有5元。

负责北京奥运门票技术研发的任弘舟告诉记者,奥运会总共有1200多万张门票,“每一张门票的芯片都拥有全球惟一的序列号。序列号可以包含汉字以外所有的字符,组合方式也可以随机挑选。即使有人侥幸猜出了序列号,但绝对无法攻克"密匙"的难关。”任弘舟说,“密匙”就像是保险库的钥匙,安装在验票机里。如同随机产生的用户名和密码,必须两者匹配才能顺利进入比赛场馆。

为了避免“密匙”被不法分子攻破,技术人员给每一个“密匙”都设置了访问次数限制。在一定次数内没有正确激活的门票将会作废,好比ATM取款机上多次输入错误密码之后被“吞卡”。此外,北京奥组委将在门票制作过程中尽量使用较先进的技术,比如在门票印刷时选用防伪油墨。由于采用了先进的材料,即使门票不慎被水淋湿揉成团状,也不会影响到使用。

奥运圣火上珠峰筹备有条不紊 08在世界之巅对话

全球海拔最高的移动通信基站上月已在珠峰海拔6500米处建成,传递奥运圣火的火炬手将在珠峰上实现打手机、发彩信的梦想,在这个具有历史意义的突破背后,是北京向世界承诺火炬可以、也一定能上珠峰的坚定决心。

在世界之巅对话

2008年5月,奥运圣火将第一次在地球之巅燃烧。届时,北京奥运会(北京奥运会新闻,北京奥运会说吧)火炬手、工作人员以及媒体记者不仅可以在珠穆朗玛峰传递沿线打手机、发短信,甚至可以在

8844.43米的顶峰上发彩信以及实现手机上网。

全球海拔最高的移动通信基站已在上月测试开通,该基站在西藏珠穆朗玛峰海拔6500米处建成,创造了世界通信史上新的奇迹。基站的建立,将为奥运圣火顺利跨越珠峰和人类登山事业提供强有力的通信保障服务。

近日,记者在采访基站设计及施工人员的过程中了解到:基站目前进入主要设备拆卸阶段,陆续由高山搬运工和牦牛运至海拔较低处过冬保护,待明年五月奥运火炬(奥运火炬博客,奥运火炬新闻,奥运火炬说吧)正式传递前再次搬运上山安装开通。

最高·6500米

全球最高移动基站建成

中国移动计划部经理舒建军介绍说,经过专业技术人员的设计查勘,最初基站的建设方案是在珠峰地区共建设三个基站,一号站设置在珠峰大本营,将现有直放站改造为永久基站,二号站设置在5800米营地,采用卫星传输手段新建一个两载频基站,三号站设置在6300米,利用5800米基站为信源新建一个直放站。

由于今年夏季珠穆朗玛峰东绒布冰川活动加剧,造成山体滑坡坍塌,8月11日,查勘人员在进行二号站现场施工时,发现原二号站站址由于冰川融化地基塌方已不具备建设条件。经过调整,最终将二号站站址下移至5750米山口山脊处,改为直放站,将三号站站址上移至6500米前进营地,采用卫星手段解决传输。“6500米的高度也使得三号站址成为全球海拔最高的移动通信基站。”舒建军说。

最难·3吨设备

工人和牦牛花20天搬运

中国移动的珠峰网络覆盖工程海拔6500米基站,处于高海拔、高缺氧和气候变幻莫测的极地环境,空气中含氧量只有内地的38%,夜间气温在摄氏零下二十多度。晚上睡觉醒来头发上结的全是冰疙瘩,建设施工难度异乎寻常超乎想象。

舒建军表示,本次工程的最大困难在于极地环境下的开展施工和向施工地点运输设备和材料。从10月25日开始,中国移动共计雇用高山搬运民工145人次和高山搬运牦牛21头次分7个批次投入运输,耗时20多天将总计3吨左右的设备搬运到6500米基站。

11月8日,5名设备安装人员从珠峰大本营出发。12日15时完成基站所有硬件设备的安装对接,并完成单机测试。12日23时,最后一批油机设备连夜从珠峰大本营出发,13日上午11时前到达6500米施工现场。

当日12时32分卫星链路锁定,拉萨和北京两路监测。13时整,世界海拔最高的中国移动6500米基站测试开通。

高山上夜间气温在摄氏零下二十多度,人呼出热气遇冷后变成小冰凌挂在帐篷上,又一点一点地掉落在地上。“帐篷外下大雪,帐篷里下小雪。来到6500米,亲身体会这种‘美妙’的景象也算值了。”工程师侯优优回忆起那段日子感慨万千。

最广·覆盖90%

峰顶可传奥运圣火彩信

6500米的基站开通后,北京奥运会火炬手登顶8844米处的最高处时,就可以和平日在低海拔地区一样拨打电话、发短信甚至是彩信以及用手机无线上网等。据悉,此前中国移动已经完成了拉萨至珠峰大本营的移动通信网络覆盖工程,共建基站17座、

直放站20座,网络覆盖率达到90%以上,并在珠峰大本营建设了一座永久性基站,可为登山队员、国家气象测绘工作者以及媒体记者等提供通信服务。

奥运蔬菜不用化学农药新技术培育百余种蔬菜

奥运蔬菜什么样?与普通蔬菜有什么不同?从昌平区南邵镇姜屯村整洁的马

路一直向东,一座颇具规模的有机蔬菜种植园坐落在马路北侧。门口的大理石幕墙上,“金六环农业园”6个金色铜字在冬日暖阳的照射下,格外显眼。

近日,记者探访了金六环农业园,亲身感受了奥运蔬菜的种植、培育过程。

温室大棚好像别墅群

走进金六环农业园,一排排温室、大棚整齐地排列着,每栋温室都与一间蓝顶白墙的工作间相连,远远望去,像是一排排造型独特的“别墅群”。

昌平区农业服务中心副主任、高级农艺师王立府指着这片设施说:“在温室和大棚里种植蔬菜,能尽量避免灾害性天气的影响,每个温室、大棚都有专人负责,根据种植作物的生长需要,科学地控制光照、温度、湿度,给作物提供良好的生长环境。”

虽然已是寒冬,但是走进温室,却仍然觉得春意盎然。新鲜碧绿的菊苣、生菜、芥蓝、圆润彤红的西红柿、五彩斑斓的彩椒……各种蔬菜在舒适的环境下生长。

据了解,金六环农业园占地500亩,拥有温室、大棚100余个,连栋育苗温室3000余平方米。近些年金六环农业园引进欧、美、日等多个国家和地区的品种及先进技术。目前,种植有茄果类、瓜类、根菜类、叶菜类和甘蓝类等100余个品种,可年产鲜菜100万公斤以上。

彩色吊板是害虫天敌

走在金六环农业园里,相隔不远就能看到悬挂着的吊灯,既然有路灯,为什么还要装这些吊灯呢?

面对记者的疑问,王立府解释说:“挂这些灯不是为了好看,也不是为了照明,而是为了杀灭害虫。利用害虫的趋光性,不同的害虫对不同的光谱敏感,同时还配合使用性诱剂,诱杀害虫。”

王立府指着有机芹菜生产温室棚架上挂着的黄色的板子说:“这块板子星星点点的就是被粘住的蚜虫和白粉虱。这些虫子喜欢黄色,所以就会往黄板上飞,飞过来就粘住了。这比人工捕杀要大大节约劳动力,比喷施农药要大大节省成本。”

三年没用过化学农药

2003年,金六环农业园通过无公害基地认证;2006年,通过有机食品认证。王立府介绍说:“自2005年开始,昌平区农业服务中心就在金六环农业园开展有机农业的生产实践。在有机生产中,不能使用化学农药对蔬菜的病虫害进行防治,只能采用物理和生物方法。比如采用太阳能高温消毒法、高温闷棚、臭氧消毒等,经过这几年的实践,我们发现,这些物理方式取得了非常好的效果,一点也不比农药差。”据了解,金六环农业园已经有三年没有用过化学农药了。

技术改良控制供应期

奥运会在八九月举行,此时正值北京地区高温多雨季节,是蔬菜供应的淡季,更是蔬菜病虫害的高发期。为确保此间蔬菜安全、优质、多样、足量地供应,昌平区农服中心蔬菜办的蔬菜专家们早在三年前就根据地理和气候特点开展了认真的研究,通过技术手段,在确保蔬菜营养和品质的同时,调整蔬菜的生长期,使蔬菜的供应期

太阳能光电光热技术

太阳能光电光热技术 目前,我国光电应用主要是通信领域,包括微波中继站、卫星通信地面站、卫星电视接收差转系统、通信台站等,市场占有率约50%。独立光伏电站和户用光伏电源系统市场占有率约30%,主要有县乡级光伏电站400余座、农村学校的光伏发电系统80座和家用光伏电源系统15万套。其中规模较大的有西藏安多、班戈、尼玛、双湖等7座县级光伏电站,总装机容量425kWp。 2001年度,我国光伏组件总装机容量具有22.8 MWp,占世界的1.4%,2001年太阳电池的产量为3.8 MWp,正在建设的几条生产线生产能力已经有2~10 MWp的规模,预计未来几年我国光伏发电将有较大的发展。截止到2001年底,我国其累积生产小型离网风机约有21万台,大型并网风电机组40万kw,太阳电池22.8MWp,太阳能热水器3200万㎡,--- 由国家计委组织实施的旨在利用光伏发电和小型风力发电机解决边远无电地区人约2300万人民生活用电的“光明工程”正在我国西部全面展开,今年已投入18亿元人民币建设总计12 MWp的乡村光伏发电系统。我国已经成功地建造了几个光伏并网示范工程,目前,兆瓦级并网光伏电站正在深圳市建设。 新能源将成为2008年北京奥运会的主角。奥运村90%的洗浴热水将依靠太阳能产生,奥运场馆周围80%至90%的路灯也将由太阳能发电点亮。高科技环保能源建筑将使人处在一个能源不断循环再生、充满自然景观的人工大自然中。计划到2010年,利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题,使其人均拥有发电容量到100W的水平,相当于届时全国人均拥有发电容量的1/3。 绿色能源为奥运场馆注入新动力

太阳能光热发电与光伏发电对比分析

传统的火力发电是通过燃烧,把化石中储存的能量,转化为热能,再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜,将太阳的直射光聚焦采集,通过加热水或者其他工作介质,将太阳能转化为热能,然后利用与传统的热力循环一样的过程,即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作,最终将热能转化成为电能,典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节,太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟,从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出:技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种,光伏发电的原理是当太阳光照射到上时,电池吸收光能,产生光生伏打效应,在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载,便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术,较为成熟,国家已明确其上网电价(不同地

区在0.9~1 元/度范围变化),发电成本也下降至0.7 元/度左右;光热发电在我国发展时间较短,在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面,已经取得实质性进展,但商业化业绩较小,上网电价政策尚未落实,发电成本也较高,约为0.9 元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点: 1)太阳能光热发电输出电力稳定,电力具有可调节性,易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力,其发电形式独特,和传统电厂合并难度大。 ?通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热发电)。白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电,这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式,可不同程度提高电站利用小时数和发电量,提高电站调节性能。 ?通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行,使其可以在晚上或连续阴天时持续发电,甚至可以以稳定出力承担基荷运行,从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2)太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程,基本采用物理手段进行光电能量转换,对环境危害极小,太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大,是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为,太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比,并不经济。 和光热发电对比

太阳能光伏技术的运用与进展

太阳能光伏技术的运用与进展1太阳能光伏发电技术的应用方式 1.1太阳能照明系统 “光环境”是指光与颜色建立的生理和心理环境,它对人的精神状态和心理感受具有积极影响。“绿色照明”是指“节约能源、保护环境、促进效率、改善质量、有益身心”的照明光环境,太阳能照明即属于绿色照明。太阳能照明系统由太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器、逆变器和节能灯具、灯杆等组成。建筑领域的太阳能灯主要有路灯、草坪灯、庭园灯、楼道灯等。太阳能灯的控制器除了要具备一般光伏系统的防反充、防过充和过放、防短路和反接等功能以外,还要具有自动开关照明灯的功能。通常使用定时和光控两种方式对太阳能灯的工作时间进行控制。定时控制可采用模拟线路或单片机控制两种方法,根据实际需要,事先设定路灯每天晚上的工作时间,调整电子或者机械计时器的接通或断开时刻,到时路灯便可以自动开或关。另一种控制方式是光控,可以单独安装光敏器件,也可以利用太阳能电池本身作为光敏器件,即在周围环境暗到一定程度(照度低于某一设定值)时自动开灯,一直到天亮(照度高于某一设定值)时再自动关灯。 1.2太阳能、LED光源的结合

应用太阳能给传统的灯具光源供电并不十分经济。随着固体物理和半导体技术的发展,人类开发出了第四代光源——固体光源LED(第一代为白炽灯,第二代为荧光灯,第三代为气体放电灯)。太阳能发电与LED照明的结合立即成为一大亮点,迅速吸引了人们的目光。固体光源——LED具有功耗低、寿命长(1.0×105h)、光效高(目前为5080lm/W,今后可达100120lm/W)、反应速度快(可在高频下使用,可任意控制其功耗和亮度,而不影响其寿命)、直流低压工作安全可靠(24V、12V、4.8V,免逆变器)、环保(耐震、耐冲击、不易破、废弃物可回收、没有污染)、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点;没有白炽灯泡高耗电、易碎以及日光灯废弃物含汞污染等缺点;兼备照明、装饰功效,是被业界看好在未来10年内,成为替代传统照明器具的一大潜力产品。 1.3太阳能水泵 太阳能水泵一般不需要蓄电池,而由太阳能电池板直接带动水泵工作。大型光伏水泵站通常备有逆变器,首先将太阳能电池板的直流电变为交流电,然后用交流电机带动水泵工作,这样可以与常规供电互补。虽然太阳能光伏水泵系统一次性投资较高,但它的运行费用低、维修少,使用寿命比较长,通常来说比小型柴油机抽水更合算。特别是对于太阳辐射强的干旱地区,发展光伏水泵具有良好的前景。

太阳能光热技术在建筑节能中的应用

太阳能光热技术在建筑节能中的应用 刘业凤☆ 代彦军 王如竹 (上海交通大学) [摘要] 在建筑节能中利用太阳能光热技术是一种有效而环保的手段。本文结合国内外太阳能建筑节能中应用的最新动态,对各种技术和应用方案进行了总结和探讨,并对这种技术的应用发展提出一些建议。 [关键词] 建筑节能 太阳能光热技术 应用方案 1 概述 建筑能耗是指建筑物使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、家用电器、输送、动力、烹饪、给排水和热水供应等的能耗。在发达国家,建筑能耗约占总能耗的39%-40%。这一比例的高低反映了一个国家的经济发展和人民生活水平。我国是最大的发展中国家,建筑能耗约为全国总能耗的11.7%,而北方地区供暖能耗就占了其中的80%[1-2]。随着我国的经济腾飞和气候变暖,这一比例正不断提高。自二十世纪70年代中东石油危机以来,建筑节能成为发达国家关注的热点。而90年代提出可持续发展理论和环境资源保护的紧迫性以后,建筑节能更成为世界各国的关注热点。 人类对建筑的需求,经历了掩蔽所?舒适建筑?健康建筑?绿色建筑这样四个阶段。第一阶段是低能耗甚至无能耗的阶段,第二和第三阶段是高能耗阶段,第四阶段则是高能量效率、大量利用可再生能源和未利用能源、亲近自然和保护环境的阶段。绿色建筑又称可持续建筑,发达国家已处于从第三阶段向第四阶段过渡的时期。我国普遍而言尚处于第一到第二阶段之间,因此我国的能源消费结构中建筑能耗的比重还不大。但我从国经济发展和人民生活水平提高的速度来看,本世纪初必然会走到第二和第三阶段,必然会给能源和环境带来巨大的压力。建筑节能主要是运用现代科技手段降低建筑能耗,减少环境污染,而并不意味着限制发展、降低建筑物的服务标准,而是以提高建筑物的能量效率、用有限的资源和最小的能源消费代价来取得取得最大的经济和社会效益,满足日益增长的需求目标。同时应尽力减少或消除建筑物的固有能耗。 目前工业和民用建筑物中绝大多数的空调系统均采用压缩制冷的方式,它具有使用方便、效率高的优点,但也有两个主要缺点:第一是需要消耗大量的机械能,并且其中大部分是由高品位的电能提供的;第二是环境污染问题污染来自于两方面:一是为生产高品位能源燃烧大量石化燃料产生的C O、C O2、S O2及NO x;二是压缩机中采用的工质CFC/HCFC均会不同程度地破坏臭氧层。含氯氟烃中的R11、R12对臭氧层的破坏特别严重,R22次之。太阳能资源在时间上的变化规律和制冷空调用能在时间上的动规律高度匹配,太阳能资源的地域分布与制冷空调需求的地域分布高度吻合,以及太阳能资源丰富、清洁和无污染性,使得太阳能技术成为一个极为诱人的研究领域,在环保、节能方面显示出无与伦比的优越性。太阳能技术在建筑节能方面的应用展现出了光明的前景。太阳能技术在建筑节能方面的应用根据使用方式可分为直接利用太阳能的方式和间接利用太阳能的方式。 2 直接利用太阳能的方式 2.1 建筑通风与太阳能利用 2.1.1 利用热压实现自然通风 迈克尔.霍普金斯设计的英国国内税务中心位于诺丁汉市的传统街区。他设计了一组顶帽可经升降的圆柱形玻璃通风塔[3],用作建筑的入口和楼梯间(见图1)。 玻璃通风塔可以最大限度地吸收太阳的能量,提高塔内空气温度,从而进一步加强烟囱效应,带动各楼层的空气循环,实现自然通风。冬季时可以将顶帽降下以封闭排风口,这样通风塔便成为一个玻璃暖房,有利于节省采暖能耗。 2.1.2机械辅助式自然通风 在冬季,利用机械装置将位于屋顶太阳能集热器中的热空气吸到房间的地板处,并通过地板上的气孔进入室内,实现利用太阳能采暖的目的,此后利用热压原理实现气体在房间内循环;而在夏季的夜晚,则利用天空背景辐射使太阳能集热器冷却(可比 ? 9 3 ? 建筑热能通风空调

太阳能光伏发电技术及其发展前景

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 Ⅲ…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著名的" 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

太阳能的技术发展与应用

课程名称:现代科技导论主讲教师:黄致新院系:物理科学与技术学号:2010211044 姓名:张齐班级:一班 太阳能的技术发展与应用 摘要:目前常规能源的大量使用,造成了全球环境的污染,同时也使人类面临能源资源的短缺甚至枯竭的挑战,因此,太阳能作为一种洁净能源,受到了大家的广泛关注,本文主要介绍了太阳能在当今各方面的应用,以及中外各国对于能源利用的各种政策,同时也提出了太阳能在今后各个领域的发展空间及利用空间的建议。 关键词:太阳能能源利用电能转换可再生光伏 引言:能源是人类生存、发展以及各种社会活动不可缺少的物质基础,也是人类生活质量的重要保障,能源问题已成为21世纪人类发展迫切需要解决的重大问题,各种不可再生能源已面临枯竭,可再生能源的开发与利用成为了当前能源问题研究的重要方向,作为人类最理想、潜能最大的能源——太阳能,无疑受到了各国的广泛关注。 太阳能指的是太阳辐射的光能,它是太阳内部不断进行核聚变反应产生热能,通过其表面以辐射方式向宇宙空间发射出来的一种巨大且对环境污染的能源,尽管太阳射向地球的能量只占它辐射总能量的二十二万亿分之一,但每年地球表面所能接受到的太阳能至少为七乘以十的十七次方千瓦时,这相当于目前地球上总发电能量的8万倍。因此,太阳能是人类最理想、潜能最大的能源。太阳能的利用与开发,始终是当前能源问题研究中受到关注的重要研究方向。 太阳能既是一次能源,又是可再生能能源。它既可以免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点:一是能流密度低;而是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响,不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 人类对太阳能的利用有悠久的历史。太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。太阳能热利用应用很广,如太阳能热水、供暖和制冷,太阳能干燥农副产品、药材和木材,太阳能淡化海水,太阳能热动力发电等。太阳能光利用主要是太阳能发电和太阳能制氢。由于常规能源的日渐短缺,在世界各国政府的大力支持下,作为可再生能源主力的太阳能将在全球能源供应中扮演越来越重要的角色。

1太阳能光伏发电应用技术考试试题

杂质能级的位置位于禁带中心附近,电离能较大,在室温下,处于这些杂质能级上的杂质一般不电离,对半导体材料的载流子没有贡献,但是它们可以作为电子或空穴的复合中心,影响非平衡少数载流子的寿命,这类杂质称为深能级杂质 常用的形成p n 结的工艺主要有合金法、扩散法、离子注入法和薄膜生长法,其中扩散法是目前硅太阳电池的p 一n 结形成的主要方法。合金法是指在一种半导体单晶上放置金属或半导体元素,通过升温等工艺形成p-n 结。 扩散法是指在n 型(或p 型)半导体材料中,利用扩散工艺掺人相反类型的杂质,在一部分区域形成与体材料相反类型的p 型(或n 型)半导体,从而构成p-n 结。 离子注人法是指将n 型(或p 型)掺杂剂的离子束在静电场中加速,使之具有高动能,注人p 型半导体(或n 型半导体)的表面区域,在表面形成与体内相反的n 型(或p 型)半导体,最终形成p-n 结薄膜生长法是在n 型(或p 型)半导体表面,通过气相、液相等外延技术,生长一层具有相反导电类型的p 型(或n 型)半导体薄膜,在两者的界面处形成p-n 结。 p-n 结具有许多重要的基本特性,包括电流电压特性、电容效应、隧道效应、雪崩效应、开关特性、光生伏特效应等 没有整流效应的金属和半导体的接触,这种接触称为欧姆接触。欧姆接触不会形成附加的阻抗,不会影响半导体中的平衡载流子浓度。从理论上讲,要形成这样的欧姆接触,金属的功函数必须小于型半导体的功函数,或大于p 型半导体的功函数,这样,在金属一半导体界面附近的半导体一侧形成反阻挡层(电子或空穴的高电导区),可以阻止整流作用的产生。 常用的欧姆接触制备技术有:低势垒接触、高复合接触和高掺杂接触。 所谓的低势垒接触,就是选择适当的金属,使其功函数和相应半导体的功函数之差很小,导致金属一半导体的势垒极低,在室温下就有大量的载流子从半导体向金属或从金属向半导体流动,从而没有整流效应产生。对于p 型硅半导体而,金、铂都是较好的可以形成低势垒欧姆接触的金属。 高复合接触是指通过打磨或铜、金、镍合金扩散等手段,在半导体表面引人大量的复合中心,复合掉可能的非平衡载流子,导致没有整流效应产生。高掺杂接触,是在半导体表面掺人高浓度的施主或受主电学杂质,导致金属一半导体接触的势垒区很薄。在室温下电子通过隧穿效应产生隧道电流,从而不能阻挡电子的流动,接触电阻很小,最终形成欧姆接触。 光生伏特效应,当p 型半导体和n 型半导体结合在一起,形成p 一n 结时,由于多数载流子的扩散,形成了空间电荷区,并形成一个不断增强的从n 型半导体指向p 型半导体的内建电场,导致多数载流子反向漂移。达到平衡后,扩散产生的电流和漂移产生的电流相等。如果光照在p-n 结上,而且光能大于p-n 结的禁带宽度,则在p-n 结附近将产生电子一空穴对。由于内建电场的存在,产生的非平衡电子载流子将向空间电荷区两端漂移,产生光生电势(电压),破坏了原来的平衡。如果将p 一n 结和外电路相连,则电路中出现电流,称为光生伏特现象或光生伏特效应 太阳电池主要工艺步骤:绒面制备、p 一n 结制备、铝背场制备、正面和背面金属接触以及减反射层沉积。 绒面制备是利用晶体硅化学腐蚀的各向异性,在NaOH 等化学溶液中处理,形成金字塔形的结构,增加了对人射光线的吸收; p n 结制备是在掺硼的p 型硅上,通过液相、固相和气相等技术,扩散形成n 型半导体;然后沉积铝作为铝背场,再通过丝网印刷、烧结形成金属电极。绒面结构对于单晶硅而言,如果选择择优化学腐蚀剂,就可以在硅片表面形成金字塔结构,称为绒面结构,又称表面织构化,除化学腐蚀以外,还可以利用机械刻槽、激光刻槽和等离子蚀刻等技术,在硅片表面制造不同形状的绒面结构,其目的就是降低太阳光在硅片表面的反射率,增加太阳光的吸收和利用 P- n 结制备晶体硅太阳电池一般利用掺硼的p 型硅作为基底材料,在900 ℃ 左右,通过扩散五价的磷原子形成n 型半导体,组成p-n 结。 磷扩散的工艺有多种,主要包括气态磷扩散、固态磷扩散和液态磷扩散等形式。 铝背场为了改善硅太阳电池的效率,p 一n 结制备完后,在硅片的背光面,沉积一层铝膜,制备P+ 层,称为铝背场,其作用减少少数载流子在背面复合的概率,作为背面的金属电极。 制备铝背场最简便的方法是利用溅射等技术在硅片背面沉积一层铝膜,然后在800 一1000℃ 热处理,使铝膜和硅合金化并内扩散,形成一层高铝浓度掺杂的p+ 层.构成铝背场。 丝网印刷电极制备.就是利用丝网印刷的方法,把金属导体浆料按照所设计的图形,印刷在已扩散好杂质的硅片正面、背面。然后,在适当的气氛下,通过高温烧结,使浆料中的有机溶剂挥发,金属颗粒与硅片表面形成牢固的硅合金,与硅片形成良好的欧姆接褳,从而形成太阳电池的上、下电极。减反射膜的基本原理是利用光在减反射膜上、下表面反射所产生的光程差,使得两束反射光干涉相消,从而减弱反射,增加透射。 减反射层的薄膜材料通常要求有很好的透光性,对光线的吸收越少越好;同时具有良好的耐化学腐浊性良好的硅片粘接性如果可能最好还具有导电性能。化学气相沉积(CVD) 、等离子化学气相沉积(PECVD) 、喷涂热解、溅射、蒸发等技术,都可以用来沉积不同的减反射膜。减反射膜的最佳厚度为70nm 工业上和实验室一般使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) 来生成氮化硅薄膜。这是因为,相对于其他制备技术,PECVD 制备薄膜的沉积温度低,对多晶硅中少数载流子的寿命影响较小,而且生产能耗较低;而且沉积速度较快,生产效率高;氮化硅薄膜的质量好,薄膜均匀且缺陷密度较低 非晶硅薄膜太阳电池与晶体硅太阳电池相比,具有重量轻、工艺简单、成本低和耗能少等优点,主要应用于电子计算器、手表、路灯等消费产品。 由于非晶硅材料具有独特的性质,所以其太阳电池结构不同于晶体单的p 一n 结结构,而是pin 结构。这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构,对载流子有很强的散射作用,导致载流子的扩散长度很短,使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。 晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin 结构,其中p 为人射光层,i为本征吸收层,n 为基底层。由结和i 一n 结形成的内建电场几乎跨越整个本征层。当人射光穿过p 型人射光层在本征吸收层中产生电子一空穴对很快被内建电场分开,空穴漂移到p 层,电子漂移到n 层,形成光生电流和光生电压 非晶硅的pi n 结构通常是利用气相沉积法制备的,根据不同的技术又可以分为辉光放电法、溅射法、真空蒸发法、热丝法、光化学气相沉积法和等离子气相沉积法。其中,等离子气相沉积法在工业界和研究界被广泛应用 多晶硅薄膜太阳电池制备在具有一定机械强度的低成本的衬底材料上,衬底为玻璃、晶体硅、低纯度的多品硅、s ℃等。在此基础上,利用等离子化学

太阳能光热发电技术

太阳能光热发电技术的应用与发展 摘要:太阳能是一种用之不尽、取之不竭的清洁能源,在能源与环境问题日趋严峻的今天,很多国家都对太阳能发电技术进行了研究和实践,并取得了一些成果。太阳能光热发电是太阳能利用的一种有效方式,目前有槽式、碟式和塔式三种典型的太阳能光热发电方式。比之传统的火力发电方式,太阳能有其环保的优势,但是也存在一些问题需要去克服。随着人类对清洁能源的需求太阳能发电技术将会得到更加深入的发展。 1.太阳能热发电技术概述 能源与环境问题是当今世界面临的两个重要问题,随着化石能源的日趋枯竭,一次能源的利用成本也不断增加,由于大量的燃烧矿石燃料,使环境问题日益严重,温室效应、空气污染越来越引起人们的重视。近年来一些可再生能源受到了人们的推崇,为各国所重视。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,利用太阳能直接发电是缓解甚至解决能源问题的一种有效方式,世界各国也都在做积极的努力,已经有很多太阳能发电项目投入运行,太阳能发电技术在未来有着广阔的发展前景。 太阳能是太阳通过辐射的方式想宇宙空间释放的能量,人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、等也都是由太阳能转换来的。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369W/ m2。地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为 0.20kW/m2,相当于有 102000TW的能量,人类 依赖这些能量维持生存, 其中包括所有其他形式的 可再生能源(地热能资源 除外),虽然太阳能资源总 量相当于现在人类所利用 的能源的一万多倍,但太 阳能的能量密度低,而且 它因地而异,因时而变, 这是开发利用太阳能面临 的主要问题。太阳能的这图 1 世界各国太阳能发电装机容量些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

太阳能光热光电综合利用

本文由hpshu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。 2009 年第 1 期 上海电力 可再生能源发电 太阳能光热光电综合利用 倪明江 ,骆仲泱 ,寿春晖 ,王 ,赵佳飞 ,岑可法涛 ( 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 ,浙江杭州 310027) 摘 : 太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、要分光、热电联用等技术集成 ,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用 ,可极大地提高太阳能的利用效率 ,降低成本 ,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况 ,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述 ,分析了聚光 PV/ T 系统以及与建筑一体化设计的 PV/ T 系统的未来发展方向。最后 , 结合各类太阳能利用系统的特点 , 比较分析了各种光热光电技术存在的问题 ,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。关键词 : 太阳能利用技术 ; 热发电 ; 聚光热电联用 ; 光热光电综合利用中图分类号 : T K513 文献标识码 :A 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用 , 不仅造成了化石能源本身的短缺 , 也给世界环境带来了极大的危害 ,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题 [ 1 ,2 ] 发展。而以现今的发展趋势来看 , 太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2. 1 热利用 太阳能热利用方面 , 中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。 2007 年 ,集热器总保有量约为 10 800 万 m2 。热 。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨 15 大能量 ,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达 4 ×1 0 5 利用形式多样 , 包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 ( 1 ) 太阳能热水器太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来 , 通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心 , 由我国生产的集热器推广面积约占世界的 76 % 。随着太阳能热水器的发展 ,出现了闷晒式、 M W , 相当于 每年 3. 6 ×亿 t 标准煤 ,约为全球能耗的 2000 10 倍。太阳能可以免费使用 ,又不需要运输 ,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升 ,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天 , 太阳能作为可再生能源和新能源的代表 , 得到越来越多的关注 , 太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视

《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》

《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》 评审会议纪要 2010年10月10日江西省住房和城乡建设厅组织召开了评审会,由江西省建筑设计研究总院和江西省电力院主编、中国瑞林工程有限公司、北京日佳新能源发电系统规划设计院和赛维LDK光伏科技工程有限公司参编的《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》(以下简称规范)进行了评审。 会议由建筑节能与科技处吴军处长主持、李永平调研员参加,根据会议安排,由中国太阳能光伏专业委员会赵玉文主任担任组长,中国建筑设计研究院张文才副总工程师、江西省建设工程安全质量监督管理局钱勇局长担任副组长,主持技术审查工作,会议邀请了工程设计,施工及光伏等有关专家组成评审组。江西省建筑设计研究总院刘小檀院长介绍了《规范》的编制背景,编制组汇报具体编制内容。 评审专家对《规范》逐条进行了认真的审查和讨论,为更好地完善该《规范》评审组经过认真的咨询和讨论,形成纪要如下: 1、《规范》编制内容基本完善,注重科学性和实用性,具有可操作性,达到了国家有关规范编制深度的要求。 2、《规范》的编制参照和综合考虑了国内外光伏建筑先进技术要求,结合江西省工程实际,总体达到了国内领先水平,可作为江西省民用建筑太阳能光伏系统应用的技术规范。 3、建议《规范》中个别术语的解释应与国家标准、行业标准一致;涉及人身安全的条款应按照国家规范实施。 与会专家同意《规范》的编制成果,编制单位应根据专家意见,抓紧修改完善,尽快上报江西省住房和城乡建设厅批准颁布,以便指导江西省民用建筑太阳能光伏系统应用工作。 评审组组长(签名):评审组副组长(签名): 2010年10月10日

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太阳能光伏发电技术与应用探析

太阳能光伏发电技术与应用探析 摘要:随着经济和科技的快速发展,全球的常规能源都出现了很大的使用危机,并且造成了生态环境的严重破坏。在此背景下,全球都在注重对可再生能源的开 发和研究,旨在创造出对生态环境无危害,能够满足社会经济可持续发展需要的 能源。太阳能光伏发电作为自然资源,具备以上提到的所有条件。太阳能在地球 表面的辐射能非常巨大,经研究数据显示,每天的辐射能都等同于 2.5亿桶石油,并且太阳能取之不尽用之不竭。因此,全球能源使用行业都对太阳能进行研究, 太阳能使用技术在世界上发展非常迅速,并且也创造了很大的成就,逐渐成为全 球一大新兴产业。 关键词:太阳能;光伏发电技术;应用 引言 随着我国科技水平的提高,我国太阳能资源很丰富,当前太阳能光伏发电技 术是新能源和半导体技术相结合而诞生的产业,大力发展太阳能光伏发电技术对 于我国能源结构的调整,以及推进新能源的生产,促进我国生态建设等方面都具 有很重要的作用。光伏发电技术已成为我国战略性的新兴产业和技术之一,在能 源产业市场需求及相关政策引导和驱动的作用下,太阳能光伏发电技术快速发展,成为国际竞争中的领先产业。基于此,本文针对当前太阳能光伏发电技术与应用 进行了阐述,以供借鉴。 1太阳能光伏发电技术的优点 1.1太阳能光伏发电的意义 太阳能资源是非常丰富的自然资源,对人们日常的生产生活有重要影响。为 了有效利用太阳能资源,近年来相关专家学者对太阳能光伏发电做了深入研究, 并分析得出中国太阳能光伏技术的意义:a)中国幅员辽阔,拥有丰富的太阳能 资源,而且中国西部地区地形多样,居民居住方式也比较分散,这十分有利于中 国对太阳能的收集与利用;b)太阳能光伏发电具有一定的安全可靠性,不会对 周围的空气与环境造成污染破坏,并且随着中国光伏技术迅速发展,已经逐步实 现了太阳能光伏发电系统零消耗、零污染和零排放,使太阳能光伏发电技术成为 资源最丰富的绿色发电技术;c)光伏发电技术不存在过多的限制因素,可以被利用在各种偏远地区,这不但有效解决了当地的用电问题,还能为国家减少建设输 电线路的成本支出。除此之外,太阳能光伏发电系统的稳定性极强,使用年限一 般都会超过25 年。 1.2太阳能资源具有无限性和广泛性 太阳能资源是一种可再生的清洁能源。不同于其它的传统能源,它不会随着 人类的使用而减少,甚至枯竭。伴随着每一天太阳的升起,就会转化为电能,且 能源是源源不断的,具有无限性和再生性。我国地域广阔,光照范围很广泛,且 世界各地都会受到太阳的照耀,虽然照射时间,强度不同,但是其分布很广泛, 不会因为地势,气候等原因造成太阳能无法获取的情况,大大提高了太阳能光伏 发电的有效性。 2太阳能光伏发电技术 2.1太阳能电池技术 在太阳能光伏发电技术中光伏电池是其中最重要的组成部分,是直接关系到 太阳能是否能够成功发电的核心零件。随着太阳能光伏发电技术的不断完善,其

太阳能光热光电综合利用

太阳能光热光电综合利用 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王 涛,赵佳飞,岑可法 (浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江 杭州 310027) 摘 要:太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用,可极大地提高太阳能的利用效率,降低成本,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述,分析了聚光PV/T系统以及与建筑一体化设计的P V/T系统的未来发展方向。最后,结合各类太阳能利用系统的特点,比较分析了各种光热光电技术存在的问题,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。 关键词:太阳能利用技术;热发电;聚光热电联用;光热光电综合利用 中图分类号:T K513 文献标识码:A 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用,不仅造成了化石能源本身的短缺,也给世界环境带来了极大的危害,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题[1,2]。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达4 1015MW,相当于每年3.6 105亿t标准煤,约为全球能耗的2000倍。太阳能可以免费使用,又不需要运输,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天,太阳能作为可再生能源和新能源的代表,得到越来越多的关注,太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视[3~5]。 我国太阳能资源丰富,辐射总量约3.3 103 ~8.4 106kJ/(m2a),全国2/3以上地区年日照时数大于2000h[6]。太阳能的有效利用,对缓解我国能源问题、减少CO2排放、保护生态环境都有着重大意义。 2 太阳能利用技术概况 目前利用太阳能的方法,主要有:太阳能集热利用、热力发电、光伏发电、光利用、海水淡化、建筑一体化技术、制氢、干燥技术等。其中太阳能集热利用技术以及太阳能光伏技术已经得到了长足发展。而以现今的发展趋势来看,太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2.1 热利用 太阳能热利用方面,中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。2007年,集热器总保有量约为10800万m2。热利用形式多样,包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 (1)太阳能热水器 太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心,由我国生产的集热器推广面积约占世界的76%。随着太阳能热水器的发展,出现了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式等多种应用形式。太阳能热水器以其经济、节能、环保等优点,备受世人瞩目。太阳能热水器在国内市场得到了迅速推广。目前城市太阳能热水器的平均普及率约为15%,部分地区达到31%~60%。随着太阳能热水器关键技术的不断突破,该技术已广泛运用于家庭、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、洗漱及其它需用热水的场所。 (2)太阳能空调 太阳能空调以太阳能作为制冷空调的热源,利用太阳辐射产生中高温蒸气(热水),进而驱动制冷机工作。太阳能制冷首先通过集热器收集太 ! 1 !

太阳能光电_光热综合利用系统

引言 随着节能减碳问题的日益紧迫,可再生能源的 开发利用受到了越来越多的关注。 而太阳能作为一种储量巨大,分布广泛,清洁安全的新能源,已经在世界范围引起了广泛的重视。太阳辐射到达地球表面的能量高达4×1015MW ,约为全球能耗的2000倍。目前太阳能的主要利用方式有:太阳能光伏发 电、太阳能热发电、太阳能制氢、太阳烟囱、太阳能 制冷、 太阳能热水器等。其中太阳能光伏利用技术已经日益成熟,从光伏电站到太阳能路灯,太阳能光伏技术已经被广泛应用。但在太阳能光伏利用方面仍存在两个亟待解决的问题:光伏发电成本较高以及光电转化效率相对较低。 工业生产的晶体硅太阳电池转化效率大约在16%~17%,转化效率较高 摘 要:太阳能储量巨大,分布广泛,清洁安全。但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较 低的问题。因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。通过聚光降低成本,通过分频综合利用提高系统效率。在分频利用技术上,寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层,吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。此外,利用光学薄膜,将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池,其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。结果表明,通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。 关键词:太阳能;分频;纳米流体;光学薄膜;综合利用 Solar Energy Optic-Electro and Optic-Thermal Composite Utilization System Wei wei ,Luo zhong yang ,Zhao jia fei ,Shou chun hui ,Zhang yan mei ,Wu ting ting ,Ni ming jiang Abstract:solar energy is enormously reserved,widespread,safe and clean.But solar energy photovoltaic power cost is high and its conversion efficiency is low.So this article brings up Solar energy optic-electro and optic-thermal composite utilization.Through spotlights cost reducing and frequency division utilization it improves system efficiency.Based on frequency division technology,some specific absorption -emission characteristic nanometer fluid passing above photovoltaic battery will absorb some energy which can not be used by photovoltaic batter.Otherwise it will use optical thin-film to reflect some wave band which photovoltaic battery can use to photovoltaic battery,as for the rest energy,it will transmit into other means of conversion.This article discuss two ways of solar energy,designs and explores optic -electro and optic -thermal composite utilization system.The results shows that solar energy use efficiency improves a lot through optic-electro and optic-thermal composite utilization. Keywords:solar energy,frequency division,nanometer fluid,optical thin -film,composite utilization 太阳能光电-光热综合利用系统 魏 葳1骆仲泱1赵佳飞1,2寿春晖1张艳梅1武婷婷1倪明江1 1浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 2大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室

太阳能光伏发电技术及应用

太阳能光伏发电技术及应用 姓名:袁帅 学号:12014424 院系:材料科学与工程学院摘要:随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,太阳能作 为理想的可再生能源受到了许多国家的重视。目前太阳能光伏发电技术正在迅速发展,应用的规模和范围也在不断地扩大,已成为当今世界新能源发电领域的一个研究热点。本文在介绍太阳能光伏发电基本原理的基础上,阐述了太阳能光伏发电的相关重要技术,论述了太阳能光伏发电技术的主要应用方式和应用领域,并分析了太阳能光伏发电技术的应用前景。 关键词:太阳能、光伏发电、聚光技术、最大功率跟踪 随着煤炭、石油等现有化石能源的频频告急和全球变暖等生态环境的恶化, 使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等, 而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪最有希望大规模应用的清洁能源之一。目前太阳能发电主要有两种形式:一是热发电、二是光伏发电。太阳能光伏发电可直接将太阳光能转换成电能。 太阳能光伏发电的原理 光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转换为电能的一种发电 形式。早在1839年,法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。 光伏发电的基本原理如图所示。半导体材料组成的PN结两侧因多数载流子(N区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区w,建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散,但它对两边的少数载流子(N区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是,当太阳光照射到PN结时,如图l(a)、(b)所示,以光子的形式与组成PN结的原子价电子碰撞,产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对,其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei的作用下,将P区中的非平衡电子驱向N区,N区中的非平衡空穴驱向P区,从而使得N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴。这样在PN结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外,还使P型层带正电,N型层带负电,在N区和P区之间的薄层产生光生电动势。当接通外部电路时,就会产生电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列,就会在太阳能作用下输出足够大的电能。

太阳能光热发电与光伏发电对比分析修订稿

太阳能光热发电与光伏 发电对比分析 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

传统的火力发电是通过燃烧,把化石中储存的能量,转化为热能,再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众 多的反射镜,将太阳的直射光聚焦采集,通过加热水或者其他工作介质,将太阳能转化为热能,然后利用与传统的热 力循环一样的过程,即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作,最终将热能转化成为电能,典型太阳能光热发电热力 循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节,太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟,从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出:技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种,光伏发电的原理是当太阳光照射到上时,电池吸收光能,产生光生伏打效应,在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载,便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术,较为成熟,国家已明确其上网电价(不同地区在~1 元/度范围变化),发电成本也下降至元/度左右;光热发电在我国发展时间较短,在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面,已经取得实质性进展,但商业化业绩较小,上网电价政策尚未落实,发电成本也较高,约为元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点: 1)太阳能光热发电输出电力稳定,电力具有可调节性,易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大,上网后给电网带来较大压力,其发电形式独特,和传统电厂合并难度大。 通过储热改善光热发电出力特性(槽式和塔式光热发电)。白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电,这样可以实现光热发电连续供电,保证电流稳定,避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式,可不同程度提高电站利用小时数和发电量,提高电站调节性能。 通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行,使其可以在晚上或连续阴天时持续发电,甚至可以以稳定出力承担基荷运行,从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2)太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程,基本采用物理手段进行光电能量转换,对环境危害极小,太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大,是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为,太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比,并不经济。 和光热发电对比

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