太阳能分类和具体应用课件.ppt

1、太阳能分类和具体应用太阳能分类和具体应用 第一节第一节 太阳能概述太阳能概述一、太阳能的基本概念一、太阳能的基本概念w狭义的太阳能狭义的太阳能仅指投射到地球表面上的太阳仅指投射到地球表面上的太阳辐射能。辐射能。w广义的太阳能资源广义的太阳能资源，不仅包括直接投射到地，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且包括水能、风球表面上的太阳辐射能，而且包括水能、风能、潮汐能等间接的太阳能资源，还包括通能、潮汐能等间接的太阳能资源，还包括通过绿色植物的光合作用所固定下来的能量即过绿色植物的光合作用所固定下来的能量即生物质能。生物质能。1.太阳能资源的优点太阳能资源的优点w（1）数量巨大）数量巨大w

2、（2）时间长久）时间长久w（3）普遍）普遍 w（4）清洁安全）清洁安全2.太阳能资源的缺点太阳能资源的缺点w（1）分散性）分散性w（2）间断性和不稳定性）间断性和不稳定性 蓄能蓄能是太阳能利用中最薄弱的环节之一。是太阳能利用中最薄弱的环节之一。w（3）效率低和成本高）效率低和成本高3.太阳的结构太阳的结构（1）核反应区）核反应区（2）辐射层）辐射层（3）对流层）对流层（4）太阳大气）太阳大气 二、我国太阳能资源的分布二、我国太阳能资源的分布气候带划分气候带划分气候带气候带纬度范围纬度范围热带热带南北回归线（南北回归线（23.5）之间）之间寒带寒带极圈以内（极圈以内（66.590）温带温带纬度纬

3、度23.566.5太阳能资源丰富程度最高地区为：印度、巴基斯坦、中东、北非、太阳能资源丰富程度最高地区为：印度、巴基斯坦、中东、北非、澳大利亚和新西兰；澳大利亚和新西兰；中高地区为：美国、中美和南美；中高地区为：美国、中美和南美；中等地区为：西南欧洲、东南亚、大洋洲、中等地区为：西南欧洲、东南亚、大洋洲、中国中国、朝鲜和中非；、朝鲜和中非；中低地区为：东欧和日本；中低地区为：东欧和日本；最低地区为：加拿大与西北欧洲。最低地区为：加拿大与西北欧洲。世界太阳辐射分布图（平均每年的日照小时数）世界太阳辐射分布图（平均每年的日照小时数）我国各地区的太阳能资源分布我国各地区的太阳能资源分布我国太阳能资源

4、区划系统及分区特征我国太阳能资源区划系统及分区特征分区分区年辐射总量年辐射总量（MJ/m2年）年）代表地区代表地区特征特征丰富区丰富区6264青藏高原、内蒙、塔里木青藏高原、内蒙、塔里木日照时数日照时数3300h年日照率年日照率75%较丰富区较丰富区54366264新疆北部、华北、陕北、甘新疆北部、华北、陕北、甘肃、宁夏、东北西部、内蒙肃、宁夏、东北西部、内蒙东部东部日照时数日照时数26003300h年日照率年日照率60%70%可用区可用区46085436东北、黄河中下游、长江下东北、黄河中下游、长江下游、两广、福建、贵州、云游、两广、福建、贵州、云南南日照时数日照时数2600h年日照率年日照

5、率60%左右左右贫乏区贫乏区33484608四川、贵州、广西、江西部四川、贵州、广西、江西部分地区分地区日照时数日照时数1800h年日照率年日照率40%左右左右三、太阳能的利用方式三、太阳能的利用方式 太阳能利用涉及的技术问题很多，但根太阳能利用涉及的技术问题很多，但根据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四项，即项，即太阳能采集太阳能采集、太阳能转换太阳能转换、太阳能贮太阳能贮存存和和太阳能传输太阳能传输。利用方式利用方式w1.太阳能发电太阳能发电 太阳能发电包括光直接发电（光伏发电、太阳能发电包括光直接发电（光伏发电、光偶极子发电）以及光间接发电，包括光

6、热光偶极子发电）以及光间接发电，包括光热动力发电、光热离子发电、热光伏发电、光动力发电、光热离子发电、热光伏发电、光热温差发电、光化学发电、光生物发电（叶热温差发电、光化学发电、光生物发电（叶绿素电池）和太阳热气流发电等。绿素电池）和太阳热气流发电等。2.光热利用光热利用w它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物它的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加以利用。质的相互作用转换成热能加以利用。w通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为：低温利用（能光热利用分为：低温利用（200）、中温利）、中温利用（用

7、（200800）和高温利用（）和高温利用（800）。）。w低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等；中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电冷系统等；中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等；高温利用主要有高温太阳炉等。聚光集热装置等；高温利用主要有高温太阳炉等。3.动力利用动力利用4.光化学利用光化学利用5.生物利用生物利用6.光光利用光光利用 目前太阳能的利用主要有目前太阳能的利用主要有两大重点两大重点方方向：一是把向：一是把太阳能转化为热能（光

8、热利太阳能转化为热能（光热利用）用），另一个就是将，另一个就是将太阳能转化为电能太阳能转化为电能（即通常所说的光伏发电）（即通常所说的光伏发电）。四、太阳能的开发历史四、太阳能的开发历史（1）第一阶段（）第一阶段（19001920年）：初始阶段年）：初始阶段（2）第二阶段（）第二阶段（19201945年）：低潮年）：低潮（3）第三阶段（）第三阶段（19451965年）：平板集热器年）：平板集热器，太阳能空调，太阳能空调（4）第四阶段（）第四阶段（19651973年）：停滞不前年）：停滞不前（5）第五阶段（）第五阶段（19731980年）年）“能源危机能源危机”，掀起热潮，掀起热潮（6）第六阶段

9、（）第六阶段（19801992年）年）：进入低谷：进入低谷（7）第七阶段（）第七阶段（1992年年20世纪末）世纪末）：太阳能利用与世界可持：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动（8）进入）进入21世纪，太阳能的利用愈发得到了全世界的广泛关注，世纪，太阳能的利用愈发得到了全世界的广泛关注，包括中国在内的世界各国都将太阳能的利用作为国家能源建设包括中国在内的世界各国都将太阳能的利用作为国家能源建设的重要方面，太阳能技术也得到了日新月异的发展，太阳能产的重要方面，太阳能技术也得到了日新月异的发展，太阳能产业也成为推动各国经济增长的重要方面

10、。业也成为推动各国经济增长的重要方面。第二节第二节 太阳能的光热转换利用太阳能的光热转换利用 太阳能的太阳能的光热转换光热转换就是将太阳辐射能收集就是将太阳辐射能收集起来，通过与工质（主要是水或者空气）的起来，通过与工质（主要是水或者空气）的相互作用转换成热能加以利用。这种通过转相互作用转换成热能加以利用。这种通过转换装置将太阳辐射能转换为热能加以利用就换装置将太阳辐射能转换为热能加以利用就称为称为太阳能热能的转换技术太阳能热能的转换技术，也称作太阳，也称作太阳能光热转换利用技术。能光热转换利用技术。一、太阳能热水器一、太阳能热水器 太阳能热水器太阳能热水器就是吸收太阳能的辐射热就是吸收太阳能

11、的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。用的节能设备。现今全世界已有现今全世界已有数千万套数千万套太阳能热水装置。太阳能热水装置。国内的情况国内的情况 我国自从我国自从1958年研制出第一台热水器后，年研制出第一台热水器后，经过五十多年的努力，我国太能热水器经过五十多年的努力，我国太能热水器产销产销量均占世界首位量均占世界首位。（a）家用太阳能热水器）家用太阳能热水器 （b）安装在屋顶上的太阳能热水器安装在屋顶上的太阳能热水器 太阳能热水器太阳能热水器太阳能热水器系统原理图太阳能热水器系统原理图 太阳能热水系统主要元件包括太阳能热水系统

12、主要元件包括集热器集热器、储存装置储存装置及及循环管路循环管路三部分。三部分。1.太阳能集热器太阳能集热器 平板集热器及其结构图平板集热器及其结构图 全玻璃真空管集热器及其结构图全玻璃真空管集热器及其结构图2.太阳能热水器的热水系统结构太阳能热水器的热水系统结构 太阳能热水系统结构图太阳能热水系统结构图3.太阳能热水器选用太阳能热水器选用 以镇江为例，选用太阳能热水器，按照年平均气以镇江为例，选用太阳能热水器，按照年平均气温温15.3、太阳辐射量日均为、太阳辐射量日均为3.88kWh/m2计算，计算，一家一家3口，每日需口，每日需180升热水（升热水（55），按把水温升），按把水温升高高40计

13、算（基础水温计算（基础水温15）。每日共计需要）。每日共计需要7200千卡（约千卡（约30240kJ）热量，所需集热面积为）热量，所需集热面积为2.16m2，考虑到太阳辐射与热能的转换效率问题，实际选用考虑到太阳辐射与热能的转换效率问题，实际选用集热面积在集热面积在45m2，按每平方米太阳能集热器配，按每平方米太阳能集热器配0.1m3的保温水箱容量的配比关系，可选用储水器的保温水箱容量的配比关系，可选用储水器容量在容量在400500升，全年可提供生活用热水（升，全年可提供生活用热水（55）65.7吨。吨。德国独栋住宅家庭太阳能热水系统德国独栋住宅家庭太阳能热水系统1太阳能集热器；太阳能集热器；

14、2太阳能储热桶；太阳能储热桶；3锅炉；锅炉；4太阳能接收站；太阳能接收站；5热水消费（如淋浴）热水消费（如淋浴）二、太阳灶二、太阳灶 太阳灶是利用太阳能辐射，通过聚光获取太阳灶是利用太阳能辐射，通过聚光获取热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。它不热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。它不烧任何燃料，没有任何污染，正常使用时比烧任何燃料，没有任何污染，正常使用时比蜂窝煤炉还要快，和煤气灶速度一致。蜂窝煤炉还要快，和煤气灶速度一致。太阳灶实物照片太阳灶实物照片三、太阳能制冷三、太阳能制冷w 太阳能可以应用于制冷行业，即太阳能太阳能可以应用于制冷行业，即太阳能制冷，它可以包括多种形式，比如光电制冷，它可以

15、包括多种形式，比如光电冷、光热冷等，其中光电半导体制冷已冷、光热冷等，其中光电半导体制冷已应用于航天领域，而常规应用的太阳能制冷应用于航天领域，而常规应用的太阳能制冷以光热冷为主，包括吸收式、吸附式制以光热冷为主，包括吸收式、吸附式制冷，其中吸收式太阳能制冷是目前最易商业冷，其中吸收式太阳能制冷是目前最易商业化的太阳能制冷方式。化的太阳能制冷方式。1.吸收式太阳能制冷吸收式太阳能制冷太阳能氨吸收式制冷系统示意图太阳能氨吸收式制冷系统示意图德国德国SolarNext公司氨公司氨-水吸收式空调水吸收式空调 广州能源所两级溴化锂吸收式空调机组广州能源所两级溴化锂吸收式空调机组太阳能热水、采暖、空调综

16、合系统示意图太阳能热水、采暖、空调综合系统示意图 2.吸附式太阳能制冷吸附式太阳能制冷太阳能沸石水吸附制冷原理太阳能沸石水吸附制冷原理1 1吸附床；吸附床；2 2冷凝器；冷凝器；3 3储水器（蒸发器）储水器（蒸发器）太阳能吸附式制冷系统原理图太阳能吸附式制冷系统原理图太阳能硅胶太阳能硅胶-水吸附式空调机组水吸附式空调机组四、太阳能热发电四、太阳能热发电w 太阳能热发电是指利用集热器将太阳辐射太阳能热发电是指利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环进行发电。太能转换成热能并通过热力循环进行发电。太阳能热发电是太阳能热利用的重要方向，是阳能热发电是太阳能热利用的重要方向，是很有可能引发能源革

17、命的技术成果，也是实很有可能引发能源革命的技术成果，也是实现大功率发电、替代化石能源的绿色经济手现大功率发电、替代化石能源的绿色经济手段之一。段之一。1.聚光型太阳能热发电技术聚光型太阳能热发电技术 聚光型太阳能热发电技术是利用大规模阵聚光型太阳能热发电技术是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。从而达到发电的目的。（1）槽式槽式太阳能热发电电站现场槽式太阳能热发电电站现场槽式太阳能热发电系统原理图槽式太阳能热发电系统原理图（2）塔式）塔式塔式太

18、阳能热发电系统原理图塔式太阳能热发电系统原理图美国加州塔式太阳能热发电站图片美国加州塔式太阳能热发电站图片西班牙西班牙PS10塔式电站塔式电站南京塔式太阳能热发电系统南京塔式太阳能热发电系统（3）碟式）碟式（a）单碟式太阳能发电机组）单碟式太阳能发电机组（b）多碟式太阳能发电机组）多碟式太阳能发电机组碟式太阳能发电机组碟式太阳能发电机组碟式碟式/斯特林太阳能发电系统原理图斯特林太阳能发电系统原理图我国首个我国首个100kW碟式太阳能光热示范电厂碟式太阳能光热示范电厂2.非聚光型非聚光型w（1）太阳池）太阳池太阳池结构简图太阳池结构简图太阳池发电系统示意图太阳池发电系统示意图w（2）太阳能烟囱）

19、太阳能烟囱太阳能烟囱系统的结构与原理太阳能烟囱系统的结构与原理西班牙的太阳能试验电站西班牙的太阳能试验电站澳大利亚在新南威尔士州建造一座目前澳大利亚在新南威尔士州建造一座目前世界上最大的太阳能烟囱式发电站世界上最大的太阳能烟囱式发电站 发电容量高达发电容量高达200MW，足以满，足以满足大约足大约20万个家万个家庭的用电需求。庭的用电需求。电站有一个直径电站有一个直径7km的太阳能集的太阳能集热棚热棚,并建一座并建一座1000m高的烟囱高的烟囱,占地达占地达38km2，将成为澳大利亚将成为澳大利亚乃至世界上最高乃至世界上最高和最大的建筑物。和最大的建筑物。五、太阳能干燥器五、太阳能干燥器 太阳

20、能干燥太阳能干燥就是使被干燥的物料或者直接吸收太就是使被干燥的物料或者直接吸收太阳能并将它转换为热能，或者通过太阳集热器所加阳能并将它转换为热能，或者通过太阳集热器所加热的空气进行对流换热而获得热能，继而再经过以热的空气进行对流换热而获得热能，继而再经过以上物料表面与物料内部之间的传热、传质过程，使上物料表面与物料内部之间的传热、传质过程，使物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去，最终达物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去，最终达到干燥的目的。到干燥的目的。太阳能干燥器太阳能干燥器是将太阳能转换为热能以加是将太阳能转换为热能以加热物料并使其最终达到干燥目的的完整装置。热物料并使其最终达到干燥目的

21、的完整装置。太阳能干燥器的分类w1.按按物料接受太阳能的方式物料接受太阳能的方式分类分类：直接受热：直接受热式太阳能干燥器，间接受热式太阳能干燥器式太阳能干燥器，间接受热式太阳能干燥器w2.按按空气流动的动力类型空气流动的动力类型分类分类：主动式太阳：主动式太阳能干燥器，被动式太阳能干燥器能干燥器，被动式太阳能干燥器 w3.按按干燥器的结构型式及运行方式干燥器的结构型式及运行方式分类分类：温：温室型太阳能干燥器、集热器型太阳能干燥器、室型太阳能干燥器、集热器型太阳能干燥器、集热器集热器-温室型太阳能干燥器、整体式太阳能温室型太阳能干燥器、整体式太阳能干燥器、抛物面聚光型太阳能干燥器等。干燥器、

22、抛物面聚光型太阳能干燥器等。常见的太阳能干燥器的型式常见的太阳能干燥器的型式温室型太阳能干燥器温室型太阳能干燥器集热器型太阳能干燥器集热器型太阳能干燥器常见的太阳能干燥器的型式常见的太阳能干燥器的型式集热器集热器-温室型太阳能干燥器温室型太阳能干燥器常见的太阳能干燥器的型式常见的太阳能干燥器的型式整体式太阳能干燥器整体式太阳能干燥器常见的太阳能干燥器的型式常见的太阳能干燥器的型式六、太阳能在建筑节能上的应用六、太阳能在建筑节能上的应用 充分利用太阳能在住宅中的应用，保证居室卫充分利用太阳能在住宅中的应用，保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度。不仅使太阳能生、改善居室小气候、提高舒适度。不仅

23、使太阳能得到更充分、更合理的利用，可以把低品位的能源得到更充分、更合理的利用，可以把低品位的能源（太阳能）转变为高品位的供暖、空调，而且对节（太阳能）转变为高品位的供暖、空调，而且对节省常规能源，减少环境污染，提高人们的生活水平省常规能源，减少环境污染，提高人们的生活水平具有重大意义，符合可持续发展战略要求。具有重大意义，符合可持续发展战略要求。1.太阳能在建筑节能中的主要应太阳能在建筑节能中的主要应用型式用型式 w（1）太阳能生活热水供给）太阳能生活热水供给 w（2）太阳能采暖）太阳能采暖 w（3）太阳能制冷）太阳能制冷 w（4）太阳能幕墙）太阳能幕墙 w（5）家庭发电系统）家庭发电系统 w

24、（6）太阳能游泳池）太阳能游泳池 采光与照明采光与照明Daylight SimulationIntegral Solutions Solar Chimney,Stack EffectTrends in environmentally friendly and energy efficient building design2.太阳能采暖太阳能采暖太阳能采暖可以分为太阳能采暖可以分为主动式主动式和和被动式被动式两大类。两大类。（1）被动式采暖系统）被动式采暖系统被动式太阳房：被动式太阳房：直接收益式、蓄热墙和附加阳光间直接收益式、蓄热墙和附加阳光间3种种（2）主动式采暖系统）主动式采暖系统 主动

25、式太阳房主动式太阳房 被动式太阳房被动式太阳房直接收益式系统原理图直接收益式系统原理图集热蓄热墙式系统原理图集热蓄热墙式系统原理图被动式太阳房被动式太阳房被动式太阳房被动式太阳房我国被动太阳房在我国被动太阳房在采暖方面可以节能采暖方面可以节能60%70%，平均，平均1m2建筑面积每年建筑面积每年可节约可节约2040kg标煤。标煤。被动式太阳房被动式太阳房无辅助锅炉的主动式太阳房无辅助锅炉的主动式太阳房 主动式太阳房主动式太阳房一种崭新的太阳房一种崭新的太阳房热泵式太阳房热泵式太阳房（a）直接式太阳能热泵）直接式太阳能热泵 （b）间接式太阳能热泵间接式太阳能热泵太阳能热泵太阳能热泵七、太阳能蒸馏

26、海水淡化七、太阳能蒸馏海水淡化w就人均占有量来说，中国在水资源方面是一个穷国。就人均占有量来说，中国在水资源方面是一个穷国。据测算，我国人均占有水量只居世界的第据测算，我国人均占有水量只居世界的第108位。位。w为了增大淡水的供应，除了采用常规的措施，一条为了增大淡水的供应，除了采用常规的措施，一条有利的途径就是就近进行海水或苦咸水的淡化，特有利的途径就是就近进行海水或苦咸水的淡化，特别是对于那些用水量分散且偏远的地区更适宜用此别是对于那些用水量分散且偏远的地区更适宜用此方法。方法。w海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，它是实现水资海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，它是实现水资源利用的开源增量技术，

27、既可以增加淡水总量，且源利用的开源增量技术，既可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好，又可以保障沿海居不受时空和气候影响，水质好，又可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。太阳能蒸馏器太阳能蒸馏器平板型多效太阳能蒸馏器平板型多效太阳能蒸馏器A1进口截面；进口截面；A2受热面截面；受热面截面；A3端部界面端部界面八、其它应用八、其它应用w1.太阳能制氢太阳能制氢热化学法制氢热化学法制氢 利用太阳能热化学循环制氢流程图利用太阳能热化学循环制氢流程图w2.太阳能高温炉太阳能高温炉 第三节第三节 太阳能的光电转换利用太阳能的光电转换利用 太阳能利用的另

28、一主要方面是利用太阳能利用的另一主要方面是利用光伏光伏（Photovoltaic，PV）效应）效应将太阳光的辐射将太阳光的辐射能直接转变为能直接转变为电能电能。一、光伏效应一、光伏效应 半导体的能带模型半导体的能带模型太阳能电池的光伏效应原理图太阳能电池的光伏效应原理图二、太阳能电池二、太阳能电池 太阳能电池就是利用光伏效应的原理来太阳能电池就是利用光伏效应的原理来工作的，所以太阳能电池又称工作的，所以太阳能电池又称光伏器件光伏器件。太阳能电池技术是太阳能发电技术的太阳能电池技术是太阳能发电技术的核心核心组件组件。太阳能电池发电的优点太阳能电池发电的优点（1）太阳能取之不尽，不受地球矿物能源短

29、缺）太阳能取之不尽，不受地球矿物能源短缺的影响；的影响；（2）可以方便就近供电，避免长距离输送；）可以方便就近供电，避免长距离输送；（3）太阳能发电系统采用模块化安装，方便灵）太阳能发电系统采用模块化安装，方便灵活，建设周期短，没有运动部件，不易损坏，活，建设周期短，没有运动部件，不易损坏，维护简单；维护简单；（4）太阳能是理想的清洁能源。统计发现，如）太阳能是理想的清洁能源。统计发现，如果安装果安装1kW光伏发电系统，每年可少排放光伏发电系统，每年可少排放CO2约约 2000kg、NOx约约16kg、SOx约约9kg，其他，其他颗粒物约颗粒物约0.6kg。太阳能电池发电的局限性太阳能电池发电

30、的局限性（1）太阳能发电受气候条件限制，存在间歇）太阳能发电受气候条件限制，存在间歇性，需要配备储能装置；性，需要配备储能装置；（2）能量密度较低，大规模使用需要占有较）能量密度较低，大规模使用需要占有较大面积；大面积；（3）发电成本相对高，初始投资大。）发电成本相对高，初始投资大。各种太阳能电池技术比较各种太阳能电池技术比较太阳能电池种太阳能电池种类类最高转换效率最高转换效率%优点优点缺点缺点单晶硅单晶硅24.70.5长寿命、技术成熟、转换效率长寿命、技术成熟、转换效率高高成本高成本高多晶硅多晶硅20.30.5长寿命、技术成熟、转换效率长寿命、技术成熟、转换效率高高成本较高成本较高多晶硅薄膜

31、多晶硅薄膜16.60.4成本低廉、效率较高、稳定性成本低廉、效率较高、稳定性好好生产工艺需提生产工艺需提高高非非晶晶硅薄膜硅薄膜14.5（初始）（初始）0.712.8（稳定）（稳定）0.7重量轻、工艺简单、转换效率重量轻、工艺简单、转换效率高、成本低廉高、成本低廉稳定性差，有稳定性差，有效率衰退现象效率衰退现象铜铟镓硒电池铜铟镓硒电池19.50.6没有光电效率衰退效应、转换没有光电效率衰退效应、转换率较高、稳定性好、工艺简单率较高、稳定性好、工艺简单铟和硒都是比铟和硒都是比较稀有的元索、较稀有的元索、材料来源缺乏材料来源缺乏CdTe/CdS电池电池16.50.5成本较低、转化率较高、易于成本较

32、低、转化率较高、易于大规模生产大规模生产镉有毒镉有毒（一）晶体硅太阳能电池（一）晶体硅太阳能电池硅太阳能电池示意图硅太阳能电池示意图1.单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池板单晶硅太阳能电池板单晶硅太阳能电单晶硅太阳能电池是第一代太阳池是第一代太阳能电池，目前单能电池，目前单晶硅太阳能电池晶硅太阳能电池的光电转换效率的光电转换效率为为15%左右，最左右，最大已接近大已接近20%。单晶硅太阳能电池的生产过程示意图单晶硅太阳能电池的生产过程示意图2.多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的主要优势是成本低，多晶硅太阳能电池的主要优势是成本低，它是第二代太阳能电池。它是第二

33、代太阳能电池。由于单晶硅太阳能电池需要高纯硅材料，由于单晶硅太阳能电池需要高纯硅材料，其材料成本占电池总成本的一半以上。相比其材料成本占电池总成本的一半以上。相比之下，多晶硅电池材料制备方法简单、耗能之下，多晶硅电池材料制备方法简单、耗能少，可连续生产，但其效率较低。少，可连续生产，但其效率较低。多晶硅太阳能电池板多晶硅太阳能电池板（二）非晶硅太阳能电池（二）非晶硅太阳能电池非晶硅玻璃薄膜太阳能电池结构图非晶硅玻璃薄膜太阳能电池结构图集成型非晶硅太阳能电池集成型非晶硅太阳能电池 非晶薄膜硅太阳能电池遮阳系统非晶薄膜硅太阳能电池遮阳系统叠层型非晶硅太阳能电池叠层型非晶硅太阳能电池 叠层结构非晶硅

34、太阳能电池的结构叠层结构非晶硅太阳能电池的结构非晶硅太阳能电池的应用非晶硅太阳能电池的应用w从从1980年日本年日本Sanyo公司首次使用公司首次使用-Si太阳太阳电池为袖珍计算机供电以来，电池为袖珍计算机供电以来，-Si太阳电池太阳电池的应用领域不断的在扩大，对民用产品如手的应用领域不断的在扩大，对民用产品如手表、录音机、电视机的供电，这种应用主要表、录音机、电视机的供电，这种应用主要是以低能耗为特点。是以低能耗为特点。非晶硅太阳能电池的应用非晶硅太阳能电池的应用w在建筑领域的应用，主要是在在建筑领域的应用，主要是在玻璃上直接沉积非晶硅太阳能玻璃上直接沉积非晶硅太阳能电池做为屋顶瓦，此种屋顶

35、瓦电池做为屋顶瓦，此种屋顶瓦与普通的屋顶瓦规模、重量相与普通的屋顶瓦规模、重量相同，可节省安装空间，降低系同，可节省安装空间，降低系统费用。如日本目前正在实施统费用。如日本目前正在实施的的“百万屋顶百万屋顶”计划，希望让计划，希望让光电系统进入家庭。光电系统进入家庭。w非晶硅太阳电池可用作偏远地区的照明和通非晶硅太阳电池可用作偏远地区的照明和通信能源，可以用于汽车顶棚给汽车电池供电，信能源，可以用于汽车顶棚给汽车电池供电，可以作为小型发电系统，提供电源。可以作为小型发电系统，提供电源。非晶硅太阳能电池的应用非晶硅太阳能电池的应用三、光伏发电技术三、光伏发电技术 光伏发电是太阳能电池的主要应用。

36、光伏光伏发电是太阳能电池的主要应用。光伏发电系统是由发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节存及变换环节构成的发电与电能变换系统。构成的发电与电能变换系统。太阳光辐射能量经由光伏电池板直接转换为太阳光辐射能量经由光伏电池板直接转换为电能，并通过电缆、控制器、储能等环节进电能，并通过电缆、控制器、储能等环节进行储存和转换，提供负载使用。行储存和转换，提供负载使用。光伏发电系统的构成图光伏发电系统的构成图光伏发电的特点光伏发电的特点 优点：优点：太阳光是一种清洁能源，光伏发太阳光是一种清洁能源，光伏发电系统无污染，不产生温室气体；没有运动电系统无污染，不产生温室

37、气体；没有运动部件，安静、可靠，无需特别维护、寿命长，部件，安静、可靠，无需特别维护、寿命长，模块化安装、在光伏器件的寿命期内，发电模块化安装、在光伏器件的寿命期内，发电费用是固定不变的。费用是固定不变的。缺点：缺点：光伏器件生产过程中耗能大，需要光伏器件生产过程中耗能大，需要开发现代节能的产工艺过程；光伏电站初始开发现代节能的产工艺过程；光伏电站初始投资高，发电成本相对高。投资高，发电成本相对高。1.独立光伏发电系统独立光伏发电系统 独立光伏发电系统由独立光伏发电系统由光伏电池阵列、充电控制光伏电池阵列、充电控制器、蓄电池组、正弦波逆变器器、蓄电池组、正弦波逆变器等组成。等组成。工作原理：工

38、作原理：光伏电池将接收到的太阳辐射能量光伏电池将接收到的太阳辐射能量直接转换成电能供给直流负载或通过正弦波逆变器直接转换成电能供给直流负载或通过正弦波逆变器变换为交流电供给交流负载，并将多余能量经过充变换为交流电供给交流负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能形式存储在蓄电池中，在日照电控制器后以化学能形式存储在蓄电池中，在日照不足时，存储在蓄电池中的能量经变换后供给负载。不足时，存储在蓄电池中的能量经变换后供给负载。独立光伏发电系统独立光伏发电系统2.并网光伏发电系统并网光伏发电系统w 并网光伏发电系统主要由三大部分组成：并网光伏发电系统主要由三大部分组成：光伏阵列光伏阵列，变换器、控制器

39、等电力电子设备变换器、控制器等电力电子设备，蓄电池或其他储能和辅助发电设备蓄电池或其他储能和辅助发电设备。w 并网光伏发电系统与并网光伏发电系统与公共电网公共电网相联接。相联接。并网光伏发电系统示意图并网光伏发电系统示意图典型的光伏屋顶并网发电系统示意图典型的光伏屋顶并网发电系统示意图3.光伏发电技术的应用光伏发电技术的应用w（1）太阳能灯）太阳能灯 太阳能路灯主要由太阳能电池组件、蓄电池、太阳能路灯主要由太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、照明电路、灯杆等组成，集光、电、机械、充放电控制器、照明电路、灯杆等组成，集光、电、机械、控制等技术为一体，常常与周围的优美环境融为一体。与传控制等技术

40、为一体，常常与周围的优美环境融为一体。与传统路灯相比较，它还具有安装简单、节能无消耗、没有安全统路灯相比较，它还具有安装简单、节能无消耗、没有安全隐患等优点。隐患等优点。太阳能路灯太阳能路灯太阳能草坪灯太阳能草坪灯 太阳能航标灯太阳能航标灯太阳能交通警示灯太阳能交通警示灯（2）光伏建筑一体化（BIPV）BIPV将光伏技术与建筑一体化相结合。将光伏技术与建筑一体化相结合。（a a）架在屋顶）架在屋顶 （b b）铺在屋顶）铺在屋顶 （c c）作为屋顶一部分）作为屋顶一部分太阳能电池的安装位置太阳能电池的安装位置（3）在通信方面的应用）在通信方面的应用 太阳能光伏电源系统在工业领域最成熟的太阳能光伏

41、电源系统在工业领域最成熟的应用体现在通信领域。应用体现在通信领域。太阳能光伏微波通讯站太阳能光伏微波通讯站 太阳能通讯基站太阳能通讯基站GSM通讯中继站通讯中继站（4）太阳能汽车）太阳能汽车 我国首批太阳能汽车我国首批太阳能汽车全球首辆太阳能家用汽车全球首辆太阳能家用汽车“Stella”（5）太阳能光伏电站）太阳能光伏电站 深圳国际园林花卉博览园兆瓦级并网光伏电站深圳国际园林花卉博览园兆瓦级并网光伏电站西藏羊八井西藏羊八井100kW并网光伏示范电站并网光伏示范电站世界上海拔世界上海拔最高的太阳最高的太阳能光伏并网能光伏并网电站电站戈壁沙漠高戈壁沙漠高压并网光伏压并网光伏电站电站国内首座太阳能聚

42、光光伏示范电站国内首座太阳能聚光光伏示范电站第四节第四节 其它形式的太阳能转换利用其它形式的太阳能转换利用w1.太阳能太阳能-氢能转换利用氢能转换利用 太阳能电解水制氢、热化学法制氢、光太阳能电解水制氢、热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢等。合作用制氢和生物制氢等。w2.太阳能太阳能-生物质能转换利用生物质能转换利用 3.太阳能太阳能-机械能转换利用机械能转换利用 w20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。力。“伊卡洛斯伊卡洛斯”飞船上边长飞船上边长14米的正方形太阳帆米的正方形太阳帆 The End 感谢聆听感谢聆听 欢迎提问！欢迎提问！