能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用

能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!§2太陽能及其利用關(guān)注的問題太陽的能量是怎樣形成的？有多少賜予了地球上的人類？什么時候人類開始了太陽能的利用？太陽能利用的方式有哪些？太陽能熱發(fā)電和光伏發(fā)電的原理是怎樣的？經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程，發(fā)展狀況如何？教學(xué)目標了解太陽能資源及分布情況，掌握太陽能利用的多種方式及各自原理和主要設(shè)備，理解太陽能發(fā)電的重要意義。2能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!§2.1

太陽能利用的歷史古人對太陽非常崇拜，有很多關(guān)于太陽的傳說。世界上最早利用太陽能的國家可能就是中國?！吨芏Y》有用“夫燧”向太陽取明火的記載。說明至少在3000多年前的周代，我們的祖先就已經(jīng)開始利用太陽能了。早期的應(yīng)用主要是在白天接受太陽的烘曬和取暖。從世界范圍來看，將太陽能作為一種能源動力加以利用，不到400年的歷史。3能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!1615年，法國工程師發(fā)明了臺利用太陽能抽水的機器。這可能是世界上個以太陽能為動力的設(shè)備?！?.1

太陽能利用的歷史此后到十九世紀末，世界上又研制出多臺太陽能裝置。其中，比較成熟的產(chǎn)品是太陽灶。進入二十世紀以后，太陽能科技獲得了比較快的發(fā)展，但其發(fā)展道路比較曲折。1901年以后，美國、埃及先后建成了太陽能抽水裝置。4能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1973年中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，引發(fā)了“能源危機”。許多工業(yè)發(fā)達國家，重新加強了對太陽能等可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。1973年美國制定了政府的陽光發(fā)電計劃。1974年日本政府制定了“陽光計劃”。我國也于1975年在河南安陽召開“全國次太陽能利用工作經(jīng)驗交流大會”。20世紀80年代以后，石油價格大幅度回落，使尚未取得重大進展的太陽能利用技術(shù)再度受到冷落。直到全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅，才又得到人們的重視?！?.1

太陽能利用的歷史5能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.1

太陽能概述太陽是一個發(fā)光發(fā)熱的巨型氣態(tài)星體。太陽內(nèi)部不停地發(fā)生著由氫聚變成氦的熱核反應(yīng)，并向宇宙釋放出巨大的能量。射到地球的陽光，向地球輸送了大量的光和熱，成為地球上萬物生長的源泉。6能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.1

太陽能概述因距離遙遠，太陽釋放的能量只有22億分之一投射到地球。到達大氣層上界的太陽輻射功率，經(jīng)過大氣層的反射和吸收，能夠投射到地面的只有47%左右。盡管如此，每年到達地球表面的太陽能仍高達……kWh，相當于1300萬億噸標準煤，是全球能耗的上萬倍。陸地面積只占地球表面的21％，再除去沙漠、森林、山地及江河湖泊，實際到達人類居住區(qū)域的太陽輻射功率，約占到達地球大氣層的太陽總輻射功率的5％～6％。7能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.2

世界太陽能資源分布太陽能資源的豐富程度一般以單位面積的全年總輻射量和全年日照總時數(shù)來表示。分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候狀況有關(guān)。世界太陽能資源的分布規(guī)律見教材上的圖2.3。8能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.3

我國太陽能資源分布我國陸地大部分處于北溫帶，太陽能資源十分豐富，每年陸地接收的太陽輻射總量，大約是1.9×1016kWh。全國各地太陽年輻射總量基本都在3000～8500MJ/m2

之間，平均值超過5000MJ/m2。而且大部分國土面積年日照時間都超過2200小時。9能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.3

我國太陽能資源分布太陽能資源分布，西部高于東部，而且基本上是南部低于北部（除西藏、新疆以外）,與通常隨緯度變化的規(guī)律變化的規(guī)律并不一致。這主要是由大氣云量以及山脈分布的影響造成的。10能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.4

太陽能資源的特點與常規(guī)能源相比，太陽能具有如下優(yōu)點：（1）儲量豐富。（2）維持長久。（3）分布廣泛。（4）維護方便，運行成本低。（5）清潔，無污染。11能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.1

太陽能熱利用直接把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能供人類使用（例如：加熱和取暖），稱為太陽能的熱利用，或者叫光熱利用。直接熱利用是最古老的應(yīng)用方式，也是目前技術(shù)最成熟、成本最低、應(yīng)用最廣泛的太陽能利用模式。12能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.2

太陽能發(fā)電（1）太陽能熱發(fā)電——蒸汽熱動力發(fā)電，先利用太陽能提供的熱量產(chǎn)生蒸汽，再利用蒸汽驅(qū)動發(fā)電機?！獰犭娭苯愚D(zhuǎn)換，即利用太陽能提供的熱量直接發(fā)電（多是依靠特殊的物理現(xiàn)象或化學(xué)反應(yīng)。這類發(fā)電方式的優(yōu)點是發(fā)電裝置本體沒有活動部件，但一般發(fā)電量都很小，有的方法尚處于原理性試驗階段。相對成熟一些的，主要是半導(dǎo)體溫差發(fā)電。13能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.3

光化學(xué)轉(zhuǎn)換光化學(xué)轉(zhuǎn)換，是指將太陽的光輻射能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能存儲，或者利用太陽光照的作用實現(xiàn)某些特定的化學(xué)反應(yīng)過程。（1）光化學(xué)電池將太陽的光輻射能通過某種化學(xué)反應(yīng)過程轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，稱為光化學(xué)發(fā)電，通常是指浸泡在溶液中的半導(dǎo)體電極受到光照后，電極上有電流輸出的現(xiàn)象。光化學(xué)發(fā)電還可細分為液結(jié)光化電池、光電解電池和光催化電池等。14能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!§2.4

太陽能直接熱利用太陽能的熱利用，基本原理是利用集熱裝置將太陽輻射能收集起來，再通過與介質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能，進行直接或間接的利用。根據(jù)集熱器所能達到的溫度和用途，通常可把太陽能熱利用分為低溫利用、中溫利用（200～800℃）和高溫利用。15能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.1

集熱器類型（1）平板集熱器平板集熱器外觀16能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.1

集熱器類型（3）聚焦型集熱器采用特定的聚焦結(jié)構(gòu)設(shè)計，將太陽輻射聚集到較小的集熱面上，從而獲得很高的能流密度和集熱溫度。常見的聚焦結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括：①點聚焦結(jié)構(gòu),如復(fù)合拋物面反射鏡,菲涅爾透鏡,定日鏡等；②線聚焦結(jié)構(gòu),如槽型拋物面反射鏡和柱狀拋物面反射鏡。17能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.2.1

太陽能熱水器常見的太陽能熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。18能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.3

太陽能空調(diào)太陽能空調(diào)是比較常見的利用太陽能制冷的方式。太陽能空調(diào)的能量需求和太陽能的供應(yīng)比較一致。這是太陽能空調(diào)應(yīng)用最有利的客觀因素。從這方面來看，太陽能空調(diào)應(yīng)該是最合理的太陽能應(yīng)用方案之一。目前的太陽能空調(diào)技術(shù)，主要采用太陽能吸收式制冷和光電轉(zhuǎn)化電能驅(qū)動制冷。19能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.3.2光電轉(zhuǎn)化電能驅(qū)動制冷光電轉(zhuǎn)換電能驅(qū)動制冷，實際是先把太陽能轉(zhuǎn)換為電能（是光伏發(fā)電方式），再用電力驅(qū)動空調(diào)。圖為greencore公司設(shè)計的10200移動式太陽能空調(diào)。20能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!21能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.1太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成太陽能蒸汽熱動力發(fā)電的原理和傳統(tǒng)火力發(fā)電的原理類似，所采用的發(fā)電機組和動力循環(huán)都基本相同。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，由集熱部分、熱傳輸部分、蓄熱與熱交換部分和汽輪發(fā)電部分組成。22能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.2太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的基本類型較大規(guī)模的熱發(fā)電系統(tǒng)，往往需要設(shè)計大面積的聚光系統(tǒng)，形成一個龐大的太陽能收集場，來實現(xiàn)聚光功能。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)可以分為三個基本類型：槽式線聚焦系統(tǒng)、塔式定日鏡聚焦系統(tǒng)和碟式點聚焦系統(tǒng)。也有一些不用聚焦結(jié)構(gòu)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，多采用真空管集熱器，如教材上的圖2.17所示。23能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.2.2塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)一般是在空曠平地上建立高塔，高塔頂上安裝接收器；以高塔為中心，在周圍地面上布置大量的太陽能反射鏡群；把陽光積聚到接收器上，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動汽輪機發(fā)電。塔式系統(tǒng)聚光比高，易于實現(xiàn)較高的工作溫度，系統(tǒng)容量大、效率高，因而適用于大規(guī)模太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。最早的和最大的太陽能熱電站，都是塔式太陽能熱電站。（詳見教材）24能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.1光伏效應(yīng)與光伏材料光伏效應(yīng)，是指當光照在不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合材料上，在不同的部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。光伏效應(yīng)是物質(zhì)吸收光能產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，是太陽的光輻射能通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。發(fā)現(xiàn)故事：光伏效應(yīng)

詳見教材。趣聞：愛因斯坦與光伏效應(yīng)很多人至今都以為愛因斯坦的獲獎是因為他的相對論，可實際上并非如此……25能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.2光伏電池§2.6.2.1光伏電池的結(jié)構(gòu)和原理光伏電池，是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的器件，也叫太陽能電池，都是由很多單體光伏電池構(gòu)成的。單體光伏電池是指具有正、負電極，并能把光能轉(zhuǎn)換成電能的最小光伏電池單元。常規(guī)的單體硅光伏電池結(jié)構(gòu)示意圖26能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.2.2光伏電池的類型按電池的結(jié)構(gòu)（主要是P-N結(jié)的特點）分類，有同質(zhì)結(jié)光伏電池、異質(zhì)結(jié)光伏電池、肖特基結(jié)光伏電池、薄膜光伏電池、疊層光伏電池濕式光伏電池，等。（詳見教材）27能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.3光伏發(fā)電系統(tǒng)（2）儲能蓄電池光伏發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定性、不連續(xù)，獨立工作時，常常需要配備儲能裝置，以保證對用戶的可靠供電。陽光充足時，剩余的能量給蓄電池充電。日照缺乏的情況下，由蓄電池向用戶補充供電。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池、硅膠蓄電池和堿性鎘鎳蓄電池，其中鉛酸蓄電池功率價格比最優(yōu)、應(yīng)用最廣。28能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.3光伏發(fā)電系統(tǒng)（4）逆變器光伏電池和蓄電池輸出的都是直流電。逆變器是將直流電變換成交流電的電力電子設(shè)備，是光伏電池普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。29能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.4光伏發(fā)電的特點太陽能光伏發(fā)電的不足主要是由太陽能資源本身的弱點造成的。（1）能量分散（能量密度低）。（2）能量不穩(wěn)定。（3）能量不連續(xù)。30能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!§2.7

太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展§2.7.2光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已歷經(jīng)了半個世紀。2004年，光伏電池在全世界能源市場開始蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)開始形成。目前，光伏電池的功率級別非常豐富，大到100kW～10MW的太陽能光伏電站，小到手表、計算器的電源。太陽電池的轉(zhuǎn)換效率也明顯提高。31能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!§2.7

太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展§2.7.2光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況近20多年光伏電池產(chǎn)品每增加一倍，光伏電池的價格下降20％。光伏發(fā)電的小功率的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，而今正向大功率應(yīng)用發(fā)展。32能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!§2.7

太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展§2.7.3我國光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展狀況截止到2007年，中國電池產(chǎn)量約為1088MW，占世界總量的29％，已經(jīng)居世界首位。2008年我國太陽能光伏電池年產(chǎn)量2GW，占全球產(chǎn)量的30%以上，繼續(xù)穩(wěn)居世界。但我國2008年光伏電池安裝量僅為40MW，僅占全球總安裝量的0.7%，中國目前雖然是光伏電池生產(chǎn)大國，但國內(nèi)光伏電池應(yīng)用的市場仍未啟動，市場潛力十分巨大。33能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!§2.1

太陽能利用的歷史二戰(zhàn)后，開始出現(xiàn)太陽能學(xué)術(shù)組織。對太陽能真正意義上的大規(guī)模開發(fā)利用漸漸開始。1952年法國建成一座功率為50kW的太陽爐。1954年美國研制成實用型硅太陽電池，為光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。后來由于太陽能利用技術(shù)尚不成熟，投資大、效果不佳，發(fā)展再度停滯。34能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!§2.1

太陽能利用的歷史1992年在巴西召開的聯(lián)合國“世界環(huán)境與發(fā)展大會”，通過了一系列重要文件。1996年“世界太陽能高峰會議”，發(fā)表了《太陽能與持續(xù)發(fā)展宣言》,并討論了《世界太陽能10年行動計劃》，《國際太陽能公約》,《世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃》等重要文件。我國也提出10年對策和措施，明確要因地制宜的開發(fā)和推廣太陽能等清潔能源，并制定了《中國21世紀議程》，進一步明確了太陽能重點發(fā)展目標。太陽能利用的主要形式，包括太陽能供熱、太陽能熱發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電。其中以太陽能供熱技術(shù)最為成熟。35能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.1

太陽能概述風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、海洋能等可再生能源，都來自太陽能的轉(zhuǎn)化。就連煤、石油等化石燃料，也是遠古貯存下來的太陽能。廣義的太陽能，包括上述各種能源。當把太陽能作為可再生能源的一種進行討論時，太陽能指的是直接照射到地球表面的太陽輻射能（包括光和熱）；通常所說的太陽能利用，是指太陽輻射能的直接轉(zhuǎn)化和利用。太陽的能量，來自其內(nèi)部的熱核反應(yīng)。以光輻射的形式，每秒鐘向太空發(fā)射約3.74×1026J的能量。36能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.1

太陽能概述太陽大約還可以持續(xù)100億年。相對于人類發(fā)展歷史而言，可以說是“無窮無盡”了。太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，其分布最廣，也最容易獲取。如果能有效地利用太陽提供的能量，那么人類未來就不會為能源的枯竭問題擔(dān)憂了。37能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.2

世界太陽能資源分布就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。美國NASA建有一個包含各地日照數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。其中給出部分城市的日照時間，詳見教材中的表2-1。38能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.3

我國太陽能資源分布據(jù)來自中國氣象局太陽能風(fēng)能資源評估中心的資料，我國的太陽能資源全年總輻射量分布如圖所示。各地的日照時間參見教材的圖2.5。我國的太陽能全年總輻射量分布圖39能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.3

我國太陽能資源分布根據(jù)20世紀末期的太陽能分布數(shù)據(jù)，我國劃分為4個太陽能資源帶，如圖2.6所示。各太陽能資源帶的全年太陽能總輻射量如表所示。前3類地區(qū)覆蓋大面積國土，有利用太陽能的良好條件。IV類地區(qū)太陽能資源較差，有的地方也有太陽能可開發(fā)利用。40能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!§2.2

太陽能資源及其分布§2.2.4

太陽能資源的特點太陽的主要缺點：（1）能量的分散性（能量密度低）。（2）能量的不穩(wěn)定性。（3）能量的間歇性，不連續(xù)。41能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.2

太陽能發(fā)電（1）太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電就是利用太陽輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電，是在太陽能熱利用的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。一般需要先將太陽輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓笤賹崮苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，實際上是“光－熱－電”的轉(zhuǎn)換過程。太陽能熱發(fā)電有兩種類型：一類是蒸汽熱動力發(fā)電，一類是熱電直接轉(zhuǎn)換。42能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.2

太陽能發(fā)電（2）太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電是指不通過熱過程而直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。廣義的光發(fā)電，包括:——光化學(xué)發(fā)電和光生物轉(zhuǎn)換，主要通過光化轉(zhuǎn)換過程實現(xiàn)?！飧袘?yīng)發(fā)電，是利用某些有機高分子團吸收太陽的光能后變成光極化偶極子的現(xiàn)象?！夥l(fā)電，是利用某些物質(zhì)的光電效應(yīng)（光生伏打效應(yīng)），將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式。43能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!§2.3

太陽能的利用方式§2.3.3

光化學(xué)轉(zhuǎn)換（2）光生物發(fā)電綠色植物的光合作用也是一種光化學(xué)轉(zhuǎn)換過程。通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過程，稱為光生物利用。光生物發(fā)電，通常是指葉綠素電池發(fā)電，也是一種光化學(xué)轉(zhuǎn)換過程。葉綠素在光照作用下能產(chǎn)生電流，這是最普遍的生物現(xiàn)象之一。要做成穩(wěn)定的葉綠素電池目前還比較困難(為什么？)。44能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.1

集熱器類型集熱器就是用于收集太陽的輻射能并將其轉(zhuǎn)換為熱能的裝置。目前廣泛使用的太陽能集熱器，可以分為三大類。（1）平板集熱器平板集熱器的吸熱部分主體是涂有黑色吸收涂層的平板。如圖所示。45能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.1

集熱器類型（2）真空管集熱器其核心部件是真空管，按照材料來分，有全玻璃真空管和金屬真空管兩類。比較常見的是黑色鍍膜的真空玻璃管。46能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.2

太陽灶和熱水器§2.4.2.1

太陽能熱水器太陽能熱水器就是利用太陽輻射的熱量進行加熱從而提供熱水的設(shè)備。由于可以節(jié)省用于加熱的電能，太陽能熱水器被認為是最重要的環(huán)保節(jié)能措施之一。在太陽能熱利用的各種方式中，發(fā)展和應(yīng)用最完善的就是太陽能熱水器。我國的太陽能熱水器應(yīng)用穩(wěn)居世界。（詳見教材）47能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.2.2

太陽灶太陽灶是一種收集太陽能并將吸收的熱量用于炊事的裝置。常采用球面的點聚焦型集熱器，如圖所示。48能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.3.1

太陽能吸收式制冷吸收式制冷，是利用熱能直接制冷的最常用方式。比較成熟的是“溴化鋰-水溶液”吸收制冷，已經(jīng)在一些示范工程中應(yīng)用，效果理想。（具體原理，詳見教材）也可以用氨－水溶液，其中氨是制冷劑（沸點33.4oC），水是吸收劑。圖2.14為斯里蘭卡PowerStar公司設(shè)計的太陽能空調(diào)。49能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.4

太陽能房太陽能房是綜合利用太陽能光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等過程，實現(xiàn)主動的和被動的太陽能利用的節(jié)能建筑。安裝太陽能熱水器，提供生活熱水；安裝太陽能空調(diào)，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；安裝太陽電池板，提供生活用電。設(shè)計實現(xiàn)最佳采光、采暖，冬暖夏涼。還可結(jié)合風(fēng)力、地?zé)岬饶茉醇敖ㄖ?jié)能材料，實現(xiàn)零耗能建筑50能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!§2.4

太陽能直接熱利用§2.4.5

太陽池太陽池是一種集中儲存太陽能的方式，并可作為熱源使用。池水為鹽水，一般表層為清水，越往深處鹽度越大，底層甚至為飽和狀態(tài)。池底深而黑，光輻射被池底吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎?，除了池底的有限散熱，基本不會向水池表面散熱（想想：為什么？）。太陽不斷輻射、底層水不斷儲熱，水溫就越來越高。將池底的熱取出，就可以進行各種應(yīng)用，而且這種熱源還比較穩(wěn)定。世界上最早的太陽池（在死海，詳見教材）51能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.1太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成（1）集熱部分定日鏡（聚光系統(tǒng)）的作用是提高功率密度。集熱器的作用是將聚焦后的太陽能輻射吸收，并轉(zhuǎn)換為熱能提供給工質(zhì)。（2）熱能傳輸部分把集熱器收集起來的熱能傳輸給蓄熱部分。（3）蓄熱與熱交換部分蓄熱裝置保證發(fā)電系統(tǒng)的熱源穩(wěn)定。熱能通過熱交換裝置，轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽。（4）汽輪發(fā)電部分52能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.2.1槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)整個槽式系統(tǒng)由多個呈拋物線形彎曲的槽型反射鏡構(gòu)成。每個槽式反射鏡都將其接收到的太陽光聚集到處于其截面焦點連線的一個管狀接收器上。其應(yīng)用情況，詳見教材。53能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!§2.5

太陽能熱發(fā)電§2.5.2.3碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)碟式太陽熱發(fā)電系統(tǒng)，由許多反射鏡組成一個大型拋物面，類似大型的拋物面雷達天線，聚光比可達數(shù)百倍到數(shù)千倍；在該拋物面的焦點上安放熱能接收器，利用反射鏡把入射的太陽光聚集到熱能接收器所在的很小的面積上，收集的熱能將接收器內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱到很高溫度，驅(qū)動發(fā)動機進行發(fā)電。其應(yīng)用情況參見教材。54能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.1光伏效應(yīng)與光伏材料光伏發(fā)電對光伏材料的一般要求是：－要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率；－材料本身對環(huán)境不造成污染；－材料便于工業(yè)化生產(chǎn)，－材料的性能要穩(wěn)定；等等。制造光伏電池的半導(dǎo)體材料，已知的有十幾種。代光伏電池主要基于硅晶片，采用單晶硅和多晶硅材料制成，目前仍是光伏產(chǎn)品市場的主流。其它光伏材料，詳見教材。55能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.2.1光伏電池的結(jié)構(gòu)和原理(a)半導(dǎo)體晶片(b)帶正電的空穴向P型半導(dǎo)體區(qū)移動，帶負電的電子向N型半導(dǎo)體區(qū)移動(c)電子從N區(qū)負電極流出負電，空穴從P區(qū)正電極流出正電56能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.3光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般由太陽能電池方陣、儲能蓄電池、保護和控制系統(tǒng)、逆變器等設(shè)備組成。（1）光伏電池方陣根據(jù)功率需要，將多個光伏單體電池經(jīng)串并聯(lián)，并封裝在一起，組成一個可以單獨作為電源使用的最小單元，即光伏電池組件。還可把多個電池組件再串、并聯(lián)起來

并裝在支架上，組成光伏電池陣列。57能源與分布式發(fā)電技術(shù)02太陽能及其利用共63頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!§2.6

太陽能光伏發(fā)電§2.6.3光伏發(fā)電系統(tǒng)（3）保護和控制系統(tǒng)在小型或獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，保護和控制功能主要是蓄電池的保護，防止過充電和過放電。對于大中型或并網(wǎng)運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)，