光伏發(fā)電原理及前景概述.ppt

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1、第一章太陽能光伏發(fā)電?太陽能光伏發(fā)電原理?太陽能光伏發(fā)電發(fā)電量計算?太陽能光伏發(fā)電概述?太陽能光伏發(fā)電成本計算第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述1.優(yōu)點太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟性等優(yōu)點，在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述1.優(yōu)點：與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：1)無枯竭危險；2)安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；3)不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無電地區(qū)，以及地形復雜地區(qū)；4)

2、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電；5)能源質(zhì)量高；6)使用者從感情上容易接受；7)建設周期短，獲取能源花費的時間短。第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述2.缺點：但是，太陽能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點，在現(xiàn)有的條件下，生產(chǎn)國內(nèi)自己使用的電池板還說的過去，不過大量出口等于污染中國，造福世界了，據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽能板必須燃燒超過40公斤煤，但即使中國最沒有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時的電——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管（LED）燈泡按照每天工作12小時計算發(fā)光30年。而一塊太陽能電池板的設計壽命只有20年第一節(jié)太陽能光

3、伏發(fā)電概述2.缺點：1)照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；2)獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關；3)目前相對于火力發(fā)電，發(fā)電機會成本高；4)光伏板制造過程中不環(huán)保。第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述3.發(fā)展過程：1)早在1839年，法國科學家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏特效應”，簡稱“光伏效應”。2)1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術。3)20世紀70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源

4、危機和大氣污染問題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述3.發(fā)展過程：太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦時，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達5.6×1012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優(yōu)勢，20世紀80年代后，太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴大。第一節(jié)太陽能光伏發(fā)電概述

5、3.發(fā)展過程：4)20世紀90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定光伏發(fā)展計劃，并投巨資進行技術開發(fā)和加速工業(yè)化進程。第二節(jié)太陽能光伏發(fā)電原理

6、1.概念：光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應，而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術。光生伏特效應（簡稱光伏效應）指半導體在受到光照射時產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。根據(jù)光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。1839年，法國物理學家貝克雷爾（A.E.Becquerel）是第一次發(fā)現(xiàn)光生伏特效應的人。第二節(jié)太陽能光伏發(fā)電原理1.概念：光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光伏/電效應。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表

7、面逃逸出來，成為光電子。電子的移動就形成了電流。第二節(jié)太陽能光伏發(fā)電原理PN結(jié)光生伏特效應指的是在光照射到近表層的PN結(jié)時，將在其上產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。2.PN結(jié)光伏效應：由于光照在P-N結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動勢，相當于在PN結(jié)兩端加正向電壓V，使勢壘降低，產(chǎn)生正向電流。在P-N結(jié)開路情況下，光生電流和正向電流相等時，PN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢差，這就是光電池的開路電壓。如果將P-N結(jié)與外電路接通，只要光照不停止，就會有源源不斷的電流通過電路，換言之，P-N結(jié)起了電源的作用。這便是光電池（太陽能電池）的基本原理。第二節(jié)太陽能光伏發(fā)電原理光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生

8、伏特效應而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技