光伏發(fā)電原理及前景概述.ppt

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1、第一章太陽(yáng)能光伏發(fā)電?太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理?太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)電量計(jì)算?太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述?太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本計(jì)算第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述1.優(yōu)點(diǎn)太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述1.優(yōu)點(diǎn)：與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：1)無(wú)枯竭危險(xiǎn)；2)安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)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(shì)；例如，無(wú)電地區(qū)，以及地形復(fù)雜地區(qū)；4)

2、無(wú)需消耗燃料和架設(shè)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(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述2.缺點(diǎn)：但是，太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn)，在現(xiàn)有的條件下，生產(chǎn)國(guó)內(nèi)自己使用的電池板還說(shuō)的過(guò)去，不過(guò)大量出口等于污染中國(guó)，造福世界了，據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽(yáng)能板必須燃燒超過(guò)40公斤煤，但即使中國(guó)最沒(méi)有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時(shí)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(shí)計(jì)算發(fā)光30年。而一塊太陽(yáng)能電池板的設(shè)計(jì)壽命只有20年第一節(jié)太陽(yáng)能光

3、伏發(fā)電概述2.缺點(diǎn)：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(guān)；3)目前相對(duì)于火力發(fā)電，發(fā)電機(jī)會(huì)成本高；4)光伏板制造過(guò)程中不環(huán)保。第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述3.發(fā)展過(guò)程：1)早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來(lái)被稱(chēng)為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“光伏效應(yīng)”。2)1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池，誕生了將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。3)20世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源

4、危機(jī)和大氣污染問(wèn)題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)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?lèi)的能源結(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述3.發(fā)展過(guò)程：太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬(wàn)千瓦時(shí)，假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽(yáng)能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)80年代后，太陽(yáng)能電池的種類(lèi)不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。第一節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電概述

5、3.發(fā)展過(guò)程：4)20世紀(jì)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(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽(yáng)光計(jì)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(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó)，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。第二節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理

6、1.概念：光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。光生伏特效應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)光伏效應(yīng)）指半導(dǎo)體在受到光照射時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)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(yīng)原理,利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。1839年，法國(guó)物理學(xué)家貝克雷爾（A.E.Becquerel）是第一次發(fā)現(xiàn)光生伏特效應(yīng)的人。第二節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理1.概念：光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光伏/電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)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(kāi)金屬表

7、面逃逸出來(lái)，成為光電子。電子的移動(dòng)就形成了電流。第二節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理PN結(jié)光生伏特效應(yīng)指的是在光照射到近表層的PN結(jié)時(shí)，將在其上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。2.PN結(jié)光伏效應(yīng)：由于光照在P-N結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于在PN結(jié)兩端加正向電壓V，使勢(shì)壘降低，產(chǎn)生正向電流。在P-N結(jié)開(kāi)路情況下，光生電流和正向電流相等時(shí)，PN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢(shì)差，這就是光電池的開(kāi)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(huì)有源源不斷的電流通過(guò)電路，換言之，P-N結(jié)起了電源的作用。這便是光電池（太陽(yáng)能電池）的基本原理。第二節(jié)太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生

8、伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技