太陽能發(fā)電技術(shù).ppt

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1、太陽能發(fā)電技術(shù)碩研10-6班王超主要內(nèi)容一、太陽能二、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽能熱力發(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、太陽能對于人類來講，太陽能取之不盡，用之不竭，無污染。每秒輻射到陸地表面的能量相當于全球1年內(nèi)消耗總能量的3.5萬倍；其中植物吸收的占0.015%，轉(zhuǎn)化為燃料的不到0.002%。太陽能主要利用方式二、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池組太陽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，同時產(chǎn)生一個

2、帶正電的空穴。PN結(jié)具有由N指向P的電場，電子向N運動，空穴向P運動。表面電極為負，背電極為正。當與外負載連接時形成電流。圖2光電效應(yīng)原理2.1太陽能電池圖3晶體硅太陽電池原理示意(?代表電子；o代表空穴；光子能量hv)太陽能電池類型單晶硅硅電池多晶硅硅電池非晶硅硅電池太陽能電池類型1.單晶硅電池所謂單晶，指的是太陽能電池內(nèi)的硅原子結(jié)晶非常完整，由單一的結(jié)晶構(gòu)成電池的細胞元。由于完整的結(jié)晶，自由電子和空穴在內(nèi)部的移動不會受到阻礙，不容易發(fā)生自由電子與空穴復合的情況，所以單晶硅電池效率高。由于完整的結(jié)晶，硅原子之間的化學鍵非常堅固，不容易因為紫外線破壞化學鍵而產(chǎn)生懸浮鍵，懸浮鍵會

3、阻礙自由電子的移動，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（時間成本大）得到純硅，對純硅加以熔化，再冷卻使得硅原子慢慢結(jié)晶。冷凝過程中加入硼可以得到P型半導體。冷凝完成后用鉆石鋸切片（此過程浪費材料），完成后在P型半導體表面覆蓋磷并加熱使磷擴散到P型半導體中，原來的P型半導體上層形成N型半導體，形成PN結(jié)。制造過程花費成本高，所以單

4、晶硅價格昂貴。單晶硅電池圖4單晶硅太陽電池代表性生產(chǎn)廠家：荷蘭ShellSolar、西班牙Iso-foton，印度Microsol等廠家。單晶硅太陽能電池板太陽能電池類型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）純化過程沒有完全去除雜質(zhì)；（2）快速結(jié)晶；（3）避免切片造成的浪費。制造工藝不同導致結(jié)晶構(gòu)造不同，多晶硅的結(jié)晶顆粒較小，化學鍵不牢，存在許多懸浮鍵。光電轉(zhuǎn)換效率下降，且效率會隨著時間衰減。多晶硅太陽能電池板太陽能電池類型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效果很好，但其結(jié)晶構(gòu)造比多晶硅還差。存在問題：懸浮鍵較多，自

5、由電子與空穴復合的速率非?？?；結(jié)晶構(gòu)造不規(guī)則阻礙電子、空穴移動，使得擴散范圍變短。解決方法：非晶硅電池做的很薄，減少自由電子和空穴復合非晶硅電池最大優(yōu)點成本低，缺點是效率低且隨時間衰減。廣泛使用小功率市場，在發(fā)電市場不具競爭力。非晶硅太陽能電池板光伏電池等效電路主要內(nèi)容二、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽能熱力發(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、太陽能2.2離網(wǎng)光伏系統(tǒng)太陽能電池發(fā)電，蓄電池貯能，獨立為負載供電，不聯(lián)接公網(wǎng)。廣泛應(yīng)用于太陽能建筑、微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路等。也可用于無電山區(qū)、村莊、海島。太陽能供電系統(tǒng)的

6、特點不必拉設(shè)電線，不必挖開馬路，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，無污染。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、充電過程，防止過沖和過放；最優(yōu)化能量管理（最佳工作點跟蹤、溫度補償?shù)龋?；光伏系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示；光伏系統(tǒng)信息存儲等。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)用實例太陽能路燈太陽能廣告牌太陽能交通燈太陽能車站太陽能電話機太陽能拖車太陽能高爾夫球車太陽能快艇太陽能飛機主要內(nèi)容二、太陽能光伏發(fā)電太陽能電池離網(wǎng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)三、太陽能熱力發(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，需要復雜的控制和配電設(shè)備，占用大片土地，目前其發(fā)電成本遠高于目前市場電價。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)達國家備受青睞，發(fā)展迅速。住宅并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主要特點，是所發(fā)的電能可直接分配到負載上，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(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