太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù).ppt

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1、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)碩研10-6班王超主要內(nèi)容一、太陽(yáng)能二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽(yáng)能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電裝置塔式熱力發(fā)電裝置碟式熱力發(fā)電裝置一、太陽(yáng)能對(duì)于人類(lèi)來(lái)講，太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，無(wú)污染。每秒輻射到陸地表面的能量相當(dāng)于全球1年內(nèi)消耗總能量的3.5萬(wàn)倍；其中植物吸收的占0.015%，轉(zhuǎn)化為燃料的不到0.002%。太陽(yáng)能主要利用方式二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能電池組太陽(yáng)能控制器蓄電池逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)組成：圖1光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖半導(dǎo)體硅的光電效應(yīng)光子穿透至PN結(jié)附近，能量被電子吸收。若光子能量大于電子的逸出功，電子擺脫束縛成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)

2、帶正電的空穴。PN結(jié)具有由N指向P的電場(chǎng)，電子向N運(yùn)動(dòng)，空穴向P運(yùn)動(dòng)。表面電極為負(fù)，背電極為正。當(dāng)與外負(fù)載連接時(shí)形成電流。圖2光電效應(yīng)原理2.1太陽(yáng)能電池圖3晶體硅太陽(yáng)電池原理示意(?代表電子；o代表空穴；光子能量hv)太陽(yáng)能電池類(lèi)型單晶硅硅電池多晶硅硅電池非晶硅硅電池太陽(yáng)能電池類(lèi)型1.單晶硅電池所謂單晶，指的是太陽(yáng)能電池內(nèi)的硅原子結(jié)晶非常完整，由單一的結(jié)晶構(gòu)成電池的細(xì)胞元。由于完整的結(jié)晶，自由電子和空穴在內(nèi)部的移動(dòng)不會(huì)受到阻礙，不容易發(fā)生自由電子與空穴復(fù)合的情況，所以單晶硅電池效率高。由于完整的結(jié)晶，硅原子之間的化學(xué)鍵非常堅(jiān)固，不容易因?yàn)樽贤饩€破壞化學(xué)鍵而產(chǎn)生懸浮鍵，懸浮鍵會(huì)

3、阻礙自由電子的移動(dòng)，甚至捕捉自由電子，造成電流下降。所以單晶硅電池光電轉(zhuǎn)換效率不易隨時(shí)間衰退。單晶硅電池的制造硅在自然界含量豐富，如沙子、硅石、二氧化硅等，但沙子雜質(zhì)較多，去除雜質(zhì)成本較高。原料通常選擇雜質(zhì)含量較低（10%以下）的石英。第一步是去除雜質(zhì)，石英經(jīng)多道程序后得SiHCl3（三氯氫硅），經(jīng)氣相沉積（時(shí)間成本大）得到純硅，對(duì)純硅加以熔化，再冷卻使得硅原子慢慢結(jié)晶。冷凝過(guò)程中加入硼可以得到P型半導(dǎo)體。冷凝完成后用鉆石鋸切片（此過(guò)程浪費(fèi)材料），完成后在P型半導(dǎo)體表面覆蓋磷并加熱使磷擴(kuò)散到P型半導(dǎo)體中，原來(lái)的P型半導(dǎo)體上層形成N型半導(dǎo)體，形成PN結(jié)。制造過(guò)程花費(fèi)成本高，所以單

4、晶硅價(jià)格昂貴。單晶硅電池圖4單晶硅太陽(yáng)電池代表性生產(chǎn)廠家：荷蘭ShellSolar、西班牙Iso-foton，印度Microsol等廠家。單晶硅太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池類(lèi)型2.多晶硅電池多晶硅優(yōu)先考慮成本，其次是效率。降低成本方法：（1）純化過(guò)程沒(méi)有完全去除雜質(zhì)；（2）快速結(jié)晶；（3）避免切片造成的浪費(fèi)。制造工藝不同導(dǎo)致結(jié)晶構(gòu)造不同，多晶硅的結(jié)晶顆粒較小，化學(xué)鍵不牢，存在許多懸浮鍵。光電轉(zhuǎn)換效率下降，且效率會(huì)隨著時(shí)間衰減。多晶硅太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池類(lèi)型3.非晶硅電池材料選用SiH4（四氫化硅），雖然該材料吸光效果和光導(dǎo)效果很好，但其結(jié)晶構(gòu)造比多晶硅還差。存在問(wèn)題：懸浮鍵較多，自

5、由電子與空穴復(fù)合的速率非?？欤唤Y(jié)晶構(gòu)造不規(guī)則阻礙電子、空穴移動(dòng)，使得擴(kuò)散范圍變短。解決方法：非晶硅電池做的很薄，減少自由電子和空穴復(fù)合非晶硅電池最大優(yōu)點(diǎn)成本低，缺點(diǎn)是效率低且隨時(shí)間衰減。廣泛使用小功率市場(chǎng)，在發(fā)電市場(chǎng)不具競(jìng)爭(zhēng)力。非晶硅太陽(yáng)能電池板光伏電池等效電路主要內(nèi)容二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽(yáng)能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電系統(tǒng)塔式熱力發(fā)電系統(tǒng)碟式熱力發(fā)電系統(tǒng)一、太陽(yáng)能2.2離網(wǎng)光伏系統(tǒng)太陽(yáng)能電池發(fā)電，蓄電池貯能，獨(dú)立為負(fù)載供電，不聯(lián)接公網(wǎng)。廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能建筑、微波通訊、基站、電臺(tái)、野外活動(dòng)、高速公路等。也可用于無(wú)電山區(qū)、村莊、海島。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的

6、特點(diǎn)不必拉設(shè)電線，不必挖開(kāi)馬路，安裝使用方便；一次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池一般為5年需更換）；免維護(hù)，無(wú)污染。系統(tǒng)可分為：直流供電系統(tǒng)和交直流供電系統(tǒng)兩種。直流供電系統(tǒng)控制器作用：控制蓄電池組的放電、充電過(guò)程，防止過(guò)沖和過(guò)放；最優(yōu)化能量管理（最佳工作點(diǎn)跟蹤、溫度補(bǔ)償?shù)龋?；光伏系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示；光伏系統(tǒng)信息存儲(chǔ)等。圖5直流供電系統(tǒng)交直流供電系統(tǒng)圖6交直流供電系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例太陽(yáng)能路燈太陽(yáng)能廣告牌太陽(yáng)能交通燈太陽(yáng)能車(chē)站太陽(yáng)能電話機(jī)太陽(yáng)能拖車(chē)太陽(yáng)能高爾夫球車(chē)太陽(yáng)能快艇太陽(yáng)能飛機(jī)主要內(nèi)容二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽(yáng)能熱力發(fā)電槽式熱力發(fā)電系統(tǒng)塔式

7、熱力發(fā)電系統(tǒng)碟式熱力發(fā)電系統(tǒng)一、太陽(yáng)能2.3并網(wǎng)光伏系統(tǒng)集中式大型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)（大型并網(wǎng)光伏電站）分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)（住宅并網(wǎng)光伏系統(tǒng)）并網(wǎng)光伏電站投資巨大、建設(shè)期長(zhǎng)，需要復(fù)雜的控制和配電設(shè)備，占用大片土地，目前其發(fā)電成本遠(yuǎn)高于目前市場(chǎng)電價(jià)。住宅并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，特別是與建筑結(jié)合的住宅屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，投資小，有諸多優(yōu)越性，在發(fā)達(dá)國(guó)家備受青睞，發(fā)展迅速。住宅并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，是所發(fā)的電能可直接分配到負(fù)載上，多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。根據(jù)系統(tǒng)是否允許向電網(wǎng)饋電，可分為可逆流與不