浅谈国内外太阳能发电技术发展状况及展望
收稿日期：２０１０－０７－
１４作者简介：曹承栋（１９８９－）
，男，硕士，研究方向为电力系统分析运行与控制。
文章编号：１００９－３６６４（２０１１）０１－００３５－
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图２ ２００９～２０１３年全球光伏市场展望
发电的预测为：２０２０年世界太阳能光伏组件年产量将达到４０ ＧＷｈ，总装机容量为１９５ ＧＷ，发电量为２７４ＴＷｈ，占全球发电量的１％，太阳电池的组件成本下降到每１峰瓦１美元；２０４０年光伏发电量达７ ３６８ＴＷｈ，占全球发电量的２１％。
２ 我国太阳能光伏发电发展现状及展望
２．１ 光伏发电技术
太阳能光伏发电系统的基本结构（独立发电系统）主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、负载等几部分组成，太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心。太阳能电池用半导体材料制成，在半导体上照射光后，由于半导体吸收光能会激发出电子和孔穴（正电荷），从而半导体中有电流流过，称为“光伏效应”。太阳能电池技术是太阳能发电技术的主要组成部分。太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点。非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光效应好，成本相对于硅类太阳能电池较低的优点。而碲化镉、铜铟硒电池则由于原材料剧毒或原材料稀缺性，其规模化生产受到限制。我国从２０世纪５０年代起开始对太阳能电池进行研究，至２０世纪８０～９０年代从国外引进多条太阳能电池生产线。近几年，我国太阳能电池的研究开发和生产飞跃发展。整体上看，我国不但在太阳能电池生产能力上进入国际先进行列，而且在薄膜太阳能电池的研究开发上达到国际先进水平，同时还在新的有机纳米晶太阳能电池的研究中取得国际领先成果。目前，薄膜电池的转换效率达到６％～８％，近两年可达到１０％～１２％，五年内有望达到１８％，其功率衰退问题也已解决。薄膜电池对弱光的转化率十分高，即使在阴天照样能够发电。其技术正在成为太阳能电池主流技术，与晶体硅太阳能电池技术并驾齐驱。
大型太阳光伏并网电站的控制逆变技术是太阳能光伏并网发电领域的最核心技术之一。光伏发电系统必须对电网和太阳能电池的输出情况进行实时监测，对周围环境做出准确判断，完成相应动作，如对电网的投、切控制，系统的启动、运行、休眠、停止、故障等状态检测，以确保系统安全、可靠的工作。与德国ＳＭＡ公司研制成功的大型并网逆变器相比，我国在并网型逆变器的研究上起步较晚，并网型太阳能发电设备还未形成规模生产。跟踪式光伏发电系统能够保证太阳入射光线始终与光伏电池阵列保持最佳的角度以接收最大的太阳光照幅射量，从而提高光电转化效率，降低光伏发电的成本。单轴跟踪系统可以提高发电量２０％以上，而双轴跟踪系统则可以将发电量提高４０％之多。在我国由于可靠性问题一直没有得到有效解决，目前尚未建成带有光伏阵列跟踪系统的并网光伏电站。中科院电工所２００６年１０月底在西藏羊八井建成我国第一座具有多种跟踪方式的光伏示范电站，总容量为１３．２ ｋＷｐ，目前处于试运行阶段。
２．２ 国内光伏发电现状
在过去，太阳能光伏发电所使用的晶体硅电池的核心技术长期被美国、德国、日本等国的公司所垄断，中国则成为晶体硅电池及组件的加工生产大国，产生了无锡尚德、江西ＬＤＫ、常州天合、天成英利等众多国际著名多晶硅电池和组件生产企业，也出现了福建钧石、蚌埠普乐、河北新奥等一批硅薄膜电池生产企业。
随着技术不断发展，我国薄膜电池技术的基础研究和产业化实验，终于与国际保持同步。南开大学光电子薄膜与器件研究所是国际著名、中国顶尖的薄膜太阳能电池研发机构，在非晶硅、微品硅薄膜电池技术、硒铟铜薄膜电池技术领域取得了卓越的成果。四川大学的碲化镉电池技术也展现出了产业化应用的前景。据国际权威机构预测，２０１０年硅薄膜太阳能电池将占太阳能电池及组件的２０％。２０１５年前太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。上海交通大学太阳能研究所、中科院电工所等在太阳能应用、光伏建筑一体化、大型并网光伏电站设计、建设和运行等方面积累了丰富的产品经验和建设经验。中国光伏发电产业链正在形成。
２００９年３月２６日，财政部颁布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，并同时下发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，这标志着我国的光伏发电将进入一个发展时期，光伏电池的需求量将快速增加，国内的光伏市场即将大规模启动。据统计，２００８年，我国光伏发电设备新增装机容量４．５万ｋＷ，同年我国累计光伏装机容量为１５．１万ｋＷ，同比增长４２％，在《可再生能源中长期发展规划可再生能源重点发展领域和目标》中２０１０年太阳能光伏发电目标３０万ｋＷ。
２．３ 国内光伏发电目前所存在的问题
目前，国内光伏发电还存在如下问题：
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浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系
浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系 摘要：在光伏电站建设前期的项目可行性评估中，对光伏电站的发电量进行估算具有非常重要的意义，因为这将直接影响到项目的收益预期。目前系统设计人员常用软件来模拟第一年的发电量，本文将基于第一年估算的发电量，并试图计算随后24年发电量。 关键词：光伏电站组件衰减发电量估算 PVSYST模拟 1 前言 由于全球的能源危机问题，风能、太阳能等资源丰富的新能源逐渐占有重要的地位。世界太阳能光伏发电系统在近几年里保持持续高速增长，到2012年世界光伏发电累积装机容量已经达到102GW[1]，并且成为增长速度最快的发电技术，光伏发电在20多个国家实现平价上网。 随着核心器件光伏组件的技术不断突破，效率不断提升，光伏发电系统的度电成本会逐渐的逼近传统的火力发电成本，同时随着储能技术的不断发展，届时，光伏发电系统由于它的系统规模随意、安装要求门槛低等优点将会在世界各地更普遍的应用开来。 在整个光伏系统应用市场里，目前并网光伏系统占有绝对主导的地位，皆依赖于并网光伏技术的不断发展成熟、相应设备性能成本的不断研发进步以及各国政府在政策方面的积极推进。 2 光伏发电系统的原理 由于光伏发电系统根据实际的应用大体上分为并网系统和独立系统[2]，由于并网系统应用所占的份额较大，本文着重分析并网系统的发电量估算。 同时，由于系统规模和场合条件的不同，并网系统也有多种系统形式，本文对发电量的评估是按较大规模的光伏电站作为模型，且光伏电站所处的环境条件比较好。 图2-1为一个典型的大型地面电站的发电原理框图 图2-1 大型电站发电原理简图
整个系统主要由光伏方阵和交（直）流输变电组成，光伏方阵输出的直流电经过直流线路汇流后通过逆变器转变为波形规则、频率稳定的交流电，然后就地进行一次升压到中压后，在中压交流线路上进行汇流后再进行二次集中升压，最后接入电网进行并网。 根据图示，通常在产权点会安装一个有效的电能计量表对光伏电站发电量进行计量，这是最为准确的统计数据。根据最初几年的计量统计数据对模拟数据进行分析修正，可以较为准确的预估今后的发电量。 3 光伏电站发电量损耗因素分析[3] 要在项目前期比较准确的预估光伏电站的发电量，除了对光伏电站的系统结构有深刻的了解外，也必须对主要的设备性能参数有很深刻的了解。同时，如果要对发电量进行更长年限的预估时，则必须全面考虑长时间内外界环境因素的影响和电站运营状况的预估。 分析第一年光伏电站的发电量估算时，通常需要考虑的损耗因素如下： ⑴倾斜面太阳光辐照量修正； ⑵组件表面灰尘等异物挡光的影响； ⑶温度对光伏组件输出的影响； ⑷光伏组件的自身衰减； ⑸组串内组件的匹配损失； ⑹方阵前后排之间的阴影遮挡损失； ⑺直流线路损失； ⑻逆变器转换效率损失； ⑼本地变压器损耗； ⑽交流线路损失； ⑾主变压器损耗； ⑿电站自用电损耗； ⒀停机时间损失； 通常采用PVSYST软件模拟发电量时，没有考虑自用电和停机时间的损耗，只是考虑其它因素的一个综合数据。
太阳能光伏发电系统_毕业论文
毕 业 论 文 题目太阳能光伏发电系统 学院 __________江西太阳能科技职业学院___ 专业 _________光伏发电技术及应用___ __
摘要 本系统采用C8051F020为控制核心，实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能，通过正弦波脉宽调制技术（SPWM）控制全桥逆变将直流电变为交流电，再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示功能。 关键词：C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords：C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection
太阳能发电产业发展前景
太阳能发电产业发展前景 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。多晶硅薄膜电池由于所使用的硅材料较少，又无效率衰退问题，并且可以在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，经济效益较好。此外，非多晶硅薄膜电池也具有极大的发展潜力。 在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。上游环节的企业掌握技术优势，具有较强的议价能力，可以通过提高产品价格将成本压力向下游传导，从而保证自身获得较高的盈利能力。非多晶硅薄膜电池可以用IC废料作为原料，成本低廉。 在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长倍，整个行业的销售收入有望增长倍。 我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。 2005年后，我国太阳能发电产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、浙江中意、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。
浅谈太阳能光伏电站接地变压器容量的选择
浅谈太阳能光伏电站接地变压器容量的选择 摘要：接地变压器是太阳能光伏电站内的重要电气设备，文章讨论了接地变压 器容量选择时应注意的情况、常用的工程计算方法，最后结合工程实际进行了实 例阐述。 关键词：光伏电站；接地形式；变压器容量 一、概述 光伏发电作为一种重要的太阳能利用方式，具有太阳能利用率高、无需储能 设备、发电能力强等优点，目前我国太阳能发电已经具备成为战略能源的技术、 成本和环境条件，2050年后可能成为主要电力供应来源之一。我国太阳能光资源 丰富，光伏资源开发利用的前景非常广阔。目前，发改委能源局已决定将光伏发 电作为一种重要的能源利用方式进行开发，太阳能光伏的装机容量不断扩大。 中性点的接地形式直接影响了电气设备的绝缘水平，以及光伏电站的安全性、可靠性和供电连续性。太阳能光伏发电站根据装机规模、并网电压等级、单相接 地故障电流、保护装置灵敏度以及过电压水平的不同，中性点采用了不同的接地 形式。本文比较了不同中性点接地形式在光伏发电站中的应用场景，并通过某光 伏电站的案例，探讨了太阳能光伏发电站中接地变压器容量计算的方法，为未来 并网光伏电站计算提供一定的参考。 二、不同规模光伏电站中性点接地形式的选择 中性点有效接地包括直接接地和经小电阻接地，非有效接地主要包括中性点 不接地和经消弧线圈接地两种。 1、中性点直接接地 中性点直接接地系统单相接地电流很大，继电保护必然动作，其优点是过电 压水平低，对电气设备的绝缘性能要求不高。 50MW及以上级的大型太阳能光伏电站，由于装机容量大，并网电压水平高，通常都为110kV及以上电压等级，因此升压变压器高压侧一般选择直接接地形式，并在变压器中性点设置隔离开关及避雷器保护，以便于调度灵活选择接地点。 2、中性点经电阻接地 中性点经电阻接地系统单相接地时，故障电流较大，可以触发继电保护动作，快速切除故障点，电网操作运行比较容易。由于具有以上优点，中性点经电阻接 地的方式，尤其适用于电缆输电线路长，且电容电流比较大的光伏发电站。 因此，目前兆瓦级以上的中大型太阳能光伏电站中，10kV或35kV电压等级 汇集母线，多数都采用经电阻接地的方式。当变压器中性点未引出或无中性点时，需设置专用接地变压器。 3、中性点经消弧线圈接地 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，采用消弧线圈补偿电容电流，保证接地电弧快速熄灭，系统仍能继续运行一段时间，因此较适合应用于对 供电可靠性要求较高的场合。但由于消弧线圈接地系统的继电保护较为难以实现，不能满足大中型光伏电站发生单相接地故障时快速、可靠切除故障点的要求。 因此目前兆瓦级以上的中大型太阳能光伏电站中，10kV或35kV电压等级汇 集母线，越来越少采用中性点经消弧线圈接地的形式，早期的消弧线圈接地系统 也正在陆续改造中。
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文 利用太阳能的热电偶正向串联发电技术研究 [摘要] 根据热电偶传感器的测温原理逆向思维,与光电传感器串联制成光伏阵列类似,将热电偶串联产生的热电势转换为电能。测量端利用太阳能加热,参考端靠水冷却,初步研究热电势与热电偶材料 的直径、长度、补偿导线之间的关系,由此制造出的绿色发电机无污染,成本低,其结果论证了本方法的实用性与可行性。 [关键词] E型热电偶热电势补偿导线绿色发电机 一、引言 目前,能源告急,如何用绿色能源生产电能对我国可持续发展具 有很重要的现实意义,太阳能电池利用光电传感器中产生的电动势, 将其串并联得到太阳能电池阵列发电,类似地,我们利用热电偶传感 器中产生的热电动势,并将热电偶串联得到发电组件,其测量端采用 太阳能集中加热,参考端自然冷却,将来做成一种新型绿色发电机,成本有望比太阳能电池更低。本论文从此观点出发利用试验对太阳能热偶发电技术进行初步研究,通过对试验数据结果分析总结出一些规律,这对我们进一步研究新能源开发与利用十分有利。 二、热电偶的测温原理与串联 1.热电偶的测温原理 热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电动势,又称
塞贝克效应。本论文中逆向思维,不是用于测温而是利用产生的热电动势发电,具有创新性。 2.热电偶的串联 热电偶的基本定律有中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律。在试验前,我们根据中间温度定律、参考分度表可以对产生的热电动势进行估算。根据中间导体定律可知,加设补偿导线既不会降低热电动势,又可以节约成本,这对于实际生产具有十分重要的意义。 热电偶可串联使用,如下图2所示。但只能是同一分度号的热电偶,且参考端应在同一温度下。当热电偶正向串联,可获得较高的热电动势,其总热电动势的输出等于各热电动势输出之和,如式3,这正符合我们利用热电偶串联达到发电的目的。 三、试验过程 1.试验器材的选用 目前,我国工业上采用的4种标准化热电偶有4种分别是:镍铬-考铜(E型)、镍铬-镍铝(K型)、铂铑30-铂铑6(B型)、铂铑10-铂(S 型)。其特性曲线如图3所示,由图可知,我们选用E型最合理,这种热电偶在同等的温度差条件下产生的热电动势最大。 本次试验所选用主要材料及仪器清单如下表1所示: 2.试验数据
太阳能光伏发电毕业设计论文
. .. . 目录 设计总说明 ................................................................................................................... I Introduction .............................................................................................................. III 1 绪论 . (1) 1.1 太阳能光伏发电的研究背景 (1) 1.2 太阳能光伏发电发展历程与现状 (2) 1.3本文主要研究容和任务 (2) 2 光伏系统简介及光伏发电效率分析 (5) 2.1 太阳能光伏系统简介 (5) 2.1.1 光伏系统的基本组成 (5) 2.1.2 光伏系统的分类 (6) 2.2光伏电池特性分析 (7) 2.2.1太阳能电池原理及分类 (9) 2.2.2太阳能电池输出特性 (11) 2.2.3太阳能电池工程用数学模型 (12) 2.3铅酸蓄电池 (13) 铅酸蓄电池充电控制方法 (14) 2.4 影响太阳能光伏发电效率的因素 (15) 2.5提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题 (18) 3 最大功率点跟踪(MPPT)的研究 (19) 3.1 最大功率点跟踪的概念 (19) ..w..
. .. . 3.2 MPPT原理 (19) 3.3 光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究 (20) 3.3.1 定电压跟踪法(Constant Voltage Tracking，CVT) (21) 3.3.2 扰动观察法(P&O，Perturbation and observation method) (22) 3.3.3 导纳增量法 (24) 3.3.4基于梯度变步长的导纳增量法 (26) 4 DC-DC变换器的设计 (27) ..w..
太阳能发电的最新发展趋势
电工文摘／综述 2011.6 1 １ 能源危机 浩瀚宇宙，博大精深，星球密布，资源丰富。当前人类开发的只有地球，而其资源将被耗尽。最近国际会议上发表的专家调研报告指出，不可再生能源直到枯竭为止的剩余利用年限如下：煤——１６４年，石油——４１年，天然气——６７年。核能原料（铀）只占石化燃料总量的１％。地球资源、能源的开发利用，与１９００年（大致是工业化开始起步的年代）比，在２０５０年达到高峰，蕴藏量将减少到１／５的低谷，而环境污染程度最严重的高峰年代将是２０４０年，将达到１９００年的１２０倍。经济的高速发展离不开能源的支持，一方面，常规能源在人们过度使用下已经出现短缺现象，能源危机成为摆在世界各国面前的一个巨大难题；另一方面，世界环境继续恶化，温室效应和空气污染成为威胁人类生存的两大因素。为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将太阳能发电作为发展的方向。 ２ 太阳能量 太阳不停地向宇宙空间中发送巨大的能量。太阳注入地球表面的能量密度，在转换为电功率后约为１ ｋＷ／ｍ２，总功率可达１．２５×１０８ ＧＷ。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的巨大能源，同时还是一种可再生的清洁的新能源。到达地球表面的太阳能，大约相当于目前全世界所有发电能力总和的２０万倍。地球每天接收的太阳能，相当于全球一年所消耗的总能量的２００倍。与其他能源相比，太阳能不会产生有毒、有害气体和废渣，因而不污染环境。同时太阳光随处都可以得，使用方便、安全；成本低廉，可以再生。 太阳能除去数量巨大之外，还能长期供给，理论计算太阳尚可维持数十亿年之久，此外，太阳能随处都有，不需开 采和运输，并且是没有任何污染的清洁能源。这些都是它的独特之处。但是，它的能量密度很低，只有１ Ｗ／ｍ２，并且受气候影响，具有不稳定性，这些又给太阳能的利用带来很大困难。在新能源中，当前太阳能发电的成本较高，大约是生物质发电（沼气发电）的７～１２倍，风能发电的６～１０倍。但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势，从长远前景来看，太阳能发电是最具潜力的战略替代发电技术。到本世纪后期，太阳能发电将在世界电能结构中占据８０％的位置。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。 太阳光能发电和热能发电都是太阳能发电的主要形式，国际上并没有哪一种是主流之说。只是每个国家根据自己的资源条件和战略需求进行侧重发展。例如，德国、日本是光能发电的主要市场；西班牙和美国等则以太阳热能发电为主，装机容量比较多。我国对光电更加青睐。 ３ 光能发电 太阳电池是美国于１９５４年发明的，最早是在１９５８年３月用于人造卫星。阳光发电系统主要是利用学校、体育馆、其它建筑物的屋顶、墙壁、商业街的拱廊、铁路的站台和大沙漠等能够铺设光伏电池板的地方。阳光发电将加入全球联网，从而使发电、输电、贮电、配电等成本大为降低。个别区段的供电间隔，比如夜间无阳光、不发电时，在美洲可由加拿大的水电提供，在欧洲可由法国的核电提供，在欧亚地区可由俄国的潮汐发电提供。俄罗斯的规划表明，潮汐发电能源巨大，将向欧亚售电。这种全球互联网络，即使戈壁滩大沙漠的巨大阳光发电系统供电间断（比如夜间），也能保证电平衡至２０１０年，全球光伏发电装机容量将达到１５ ＧＷ，未 太阳能发电的最新发展趋势 哈尔滨电机厂有限责任公司 赵平平 摘要：在新能源中，当前太阳能发电的成本较高，大约是生物质发电（沼气发电）的７～１２倍，风能发电的６～１０倍。但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势，从长远前景来看，太阳能发电是最具潜力的战略替代发电技术。到本世纪后期，太阳能发电将在世界电能结构中占据８０％的位置。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。关键词：太阳能发电 发展趋势
太阳能发电过程与原理
太阳能发电过程与原理 太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑（照明）一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。 1太阳能发电原理 太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。1.1太阳能电源系统 太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。 ⑴电池单元 由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当
葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。 1.3DC-AC逆变器 逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流 电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照 明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。 1.4发电系统反充二极管 太阳能光伏发电系统的防反充二极管又称阻塞二极管，在太阳电池组件中其作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨和夜晚不发电或出现短路故障时，擂电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起单向导通作用。因此它必须保证回路中有最大电流，而且要承受最大反向电压的冲击。一般可选用合适的整流二极管作为防反充二极管。一块板的话可以不用任何二极管，因为控制器本来就可防反冲。板子串联的话，需要安装旁路二极管，如果是并联的话就要装个防反冲二极管，防止板子直接冲电。防反充二极管只是保护作用，不会影响发电效果。 2效率 在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、
太阳能发电系统毕业设计
太阳能发电系统设计 1引言 从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明，人们逐渐认识到，能 源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成巨大灾难。目前，油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈，电力供应不容乐观，天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用，是最清洁，环保，取之不尽的可再生能源。 太阳能的利用 我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.431012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流，前景好。 太阳能原理 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P(N)型硅对外部来 说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出 变化。但内部通过光的能量，电子从化学键中被释放，由此产生电子－空 穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “复合”。 1 / 20
当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里 会形 成一个特殊的薄 层，界面的 P 型一侧 带负电，N 型一侧带正电 。这是由于 P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电 子会扩 散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一 个由 N 指向 P 的 “内 电场”， 从而阻止扩散 进行。达到 平衡后，就形 成了这样一 个特殊的 薄层形成电势差，这就是 P －N 结。 至 今为 止，大多 数太阳能 电池厂家都是 通过扩散工艺， 在 P 型硅片 上形成 N 型区 ，在两个 区交界就 形成了一个 P －N 结（即 N+ ／P ）。太 阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P －N 结） 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的 光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以 致产生 电子－空 穴对。界面层附近的电子和空穴在复合 晶片受光过程中，空穴(电子)往 P(N)区移 之 前，将 通过空 间电荷 的电 场作用 被 相互分离。电子 向带正 电的 N 区 和空 穴向带负电的 P 区运动。通过界 面层 晶片受光后，空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出 产生 一个向外 的可测试的电 压。通过光 照在界面层 产生的电 子－ 空穴对越 多， 电流越大 。界面层吸收 的光能越多 ，界面层即 电池面积 越大，在太 阳 能电池中形成的 电流也 越大。 此即为光生伏特效应。 光伏系统 光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设 备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系 统、并网系统和混合系统。 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一 定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输 入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电 能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入 电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电， 2 / 20 的电荷分离，将在 P 区和 N 区之间
浅谈太阳能发电技术 吴丽丽
浅谈太阳能发电技术吴丽丽 发表时间：2019-12-12T10:10:01.630Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：吴丽丽 [导读] 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。 山东电力工程咨询院有限公司 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。因此，如何优化资源配置，提高能源的有效利用率，对人类的生存繁衍、对国家的经济发展都具有十分重要的意义。 关键词：新能源；太阳能发电；技术 1新能源的种类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、氢能、二氧化碳能、洋流能和潮汐能等。而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等能源，称为常规能源。常规能源在世界一次能源消费结构中约占总和的93%。 新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。 2太阳能发电概述 现在我们面临两个压力：一是化石能源短缺，二是环境污染与气候的变化，这都要求我们发展替代能源。 2.1太阳能光发电 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，约占总成本的50%。太阳能电池的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。 2.2太阳能热发电 通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型，主要有以下五种：塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。前三种是聚光型太阳能热发电系统，后两种是非聚光型。在国际上,光热发电被看作重要的技术途径,并将之视为未来的主力能源。按欧洲能源中心的预测，在2050年,光热发电在能源构成中占20%~30%的比例，而到2100年，这一比例会达到60%~70%。 一般来说，太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统。 与光伏发电相比，光热发电能够将太阳的热量保存在工质中进行存储，在阴天和晚上释放出来，以实现连续发电，一年将有超过5000小时的满发运行时间，可以在电网中作为一个基础电源来承担调节作用，可以说光热发电的前景比光伏发电更好。 2.2.1槽式光热发电 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。 要提高槽式太阳能热发电系统的效率与正常运行，涉及到两个方面的控制问题，一个是自动跟踪装置，要求槽式聚光器时刻对准太阳，以保证从源头上最大限度的吸收太阳能，据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%。另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力，满足汽轮机的要求实现系统的正常发电。 槽型抛物面镜集热器是一种线聚焦集热器，其聚光倍率比塔式系统低得多，吸收器的散热面积也较大，因而集热器所能达到的介质工作温度一般不超过400℃，属于中温系统。这种系统容量可大可小，不像塔式系统只能是大容量才有较好的经济效益；其集热器等装置都布置于地面上，安装和维护比较方便；特别是各种聚光集热器可以同步跟踪，使控制成本大为降低。主要缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，致使输热管路比塔式系统复杂，输热损失和阻力损失也较大。 槽式太阳能热发电的优点是： 系统结构简单，技术成熟，商业化运营经验丰富，是当前光热发电的主流路线。目前世界上太阳能发电的80%是槽式太阳能光热发电系统。 2.2.2塔式光热发电 太阳能塔式发电应用的是塔式系统。塔式系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台定日镜都配有跟踪机构，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍，集热器所能达到的介质工作温度在500~600℃。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。塔式光热发电系统主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 目前，国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。和其他两种不同的是，塔式系统可通过熔盐储热，具有聚光比高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，适合大规模并网发电。塔式在大规模发电中最具有发展潜力，但是前期单位投资过大。 2.2.3碟式光热发电 碟式系统为点聚焦，于焦点处的太阳能接收器收集高温热能，加热工质，驱动发电机组，或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置。这种系统具有寿命长、效率高（接收器内的传热工质能被加热到750℃左右）、灵活性强等特点，可以独立运行，非常适合作为边远地区的小型电源使用。 一般碟式太阳能热发电功率为10.25kW，聚光镜直径为5.10米。 碟式的热效率最高，结构紧凑、安装方便，非常适合分布式小规模能源系统，但斯特林热机关键技术难度大，目前仍处于试验示范阶段。
太阳能发电原理及应用论文
太阳能发电原理及应用 指导老师： 关键词：半导体，蓄电池，光伏充电控制器 摘要：本文介绍了由本人所构想的一种新型干电池，由目前比较成熟的太阳能发电系统所得到灵感经过一定的理论分析和创造所发明的一种新型干电池。主要由太阳能半导体，蓄电池，光伏充电控制器构成。太阳能半导体产生“光生电流”，“光生电流”储存在蓄电池内，需要时通过电路释放出来，而光伏充电控制器则连接在半导体与蓄电池之间可以控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 也晚上太阳能电池不发电时, 防止蓄电池的电倒流。 正文 引言 我国是电池生产和消费大国，去年电池的产量和消费高达140亿只，占世界总量的1/3。平均每人每年3.5枚。但我国目前的废旧电池的回收情况却令人非常担忧。据有关部门统计，北京市每年消耗2亿只电池，共计6000吨，1999年回收了60吨，回收率仅为1％，2005年的回收率也只有5％，回收量实在是微乎其微。上海市每年小号电池约4.5亿节，但每年回收量约50吨，不足每年耗量的1％，最近，来自上海市环保部门的一份报告显示，含铅最多的铅蓄电池回收率也比较低，150万只报废电瓶四处抛散。所以我就想到了太阳能干电池，太阳能干电池所耗太阳能无限可再生和零排放能源，对当地环境没有影响，可重复使用对于偏于地区手电筒照明，个类儿童玩具，各类家用遥控器。 一方案设计 发电原理：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。 p-n结内建电场：
浅析太阳能光伏发电现状及发展趋势
浅析太阳能光伏发电现状及发展趋势 摘要：随着社会的发展，人类对电能的消耗越来越大，这就导致煤炭等传统能源的大量消耗，为此，研究新能源发电对解决全球能源危机有着巨大意义。太阳能光伏发电作为新能源发电领域较为成熟的一项技术，受到了越来越多专家学者的关注。本文从实际出发，对太阳能发电的现状进行详细描述，同时对其发展趋势及未来研究方向给出相关建议。 关键词：光伏发电；现状；发展趋势 引言 当今社会，全球经济快速发展，高速增长的经济背后隐藏的是巨大的能源消耗，电能作为目前人类生活最重要的二次能源，对社会的发展起着重要的推动作用。现如今，电能的产生大部分是靠常规的火力发电，作为常规发电的燃料来源煤炭，在人类的日益开采下，储量日渐下降，倘若人类不能及时研究出新型可替代的发电方式，将会造成严重的灾难。目前，全球各个国家都在大力进行新能源发电的相关研究，以期降低对传统火力发电的依赖。目前新能源发电领域较为成熟的技术包括风力发电，光伏发电等，本文针对光伏发电的研究现状进行相关研究，同时结合实际情况，对光伏发电的发展趋势及其发展措施提出一些建议，希望能为太阳能光伏发电的技术发展提供帮助。 1.太阳能光伏发电现状探讨 从太阳能光伏发电技术被发现，在国外就受到了大量的关注研究，太阳能光伏发电产业是上个世纪80年代起增长最快的产业，也是高新技术产业中一项前景广阔的产业之一。各种各样的光伏电池均朝向实用化和商品化发展，如单晶硅电池、非晶硅电池、多晶硅电池、带状硅电池、薄膜电池以及聚光电池等。目前，美国、日本和欧盟是世界上光伏发电系统应用最为广泛的地区，其发电总量大约为全世界的 4/5。据有关专家预测，高效率、低成本、高寿命将会是世界光伏发电系统的发展趋势，预测到 2100 年光伏发电系统的全部发电量大约占 60%。 我国的太阳能光伏发电系统起步和发展，都相对较晚，从上世纪90年代开始，由于社会社会经济的快速发展，我国对电能需求逐渐增加，并且此时我国的生产力不断提升，生产成本逐渐降低，使得我国的光伏发电系统得到了巨大的发展。截至2015年底，我国光伏发电累计装机容量4318万千瓦，成为全球光伏发电装机容量最大的国家；我国风电累计并网装机容量达到1.29亿千瓦，其中2015年新增风电装机容量3297万千瓦，新增装机容量和累计装机容量均列世界首位。2016年2月，国家能源局就《可再生能源“十三五”发展规划(征求意见稿)》发表征求意见，提出2020年我国风电、光伏发电装机容量将分别达到2亿千瓦和1亿千瓦；2030年我国风电、光伏发电装机容量将分别达到4亿千瓦，到2050年全国清洁能源占一次能源比重达到80%以上。 2.太阳能光伏发电目前存在的问题 虽然太阳能光伏发电产业充满活力，但是仍然存在许多问题，这其中最为突出的两点就是发电成本较高和光伏发电的相关产业链有待进一步发展和完善。 （1）太阳能光伏发电成本较高 目前采用太阳能光伏发电的成本，是风力发电的6到8倍左右，是常规火力发电的十倍左右，造成这种现象的原因是太阳能光伏发电系统的组件成本较高。目前，我国太阳能发电所产生的电能主要通过，政府财政补贴来实现并网售电。但是，政府的财政补贴并不是长久之计，随着技术的不断发展，光伏发电的成本也将会大幅度的降低。 （2）光伏发电系统的产业链有待于进一步的完善和发展。 对光伏产业来说，核心技术不是很高，入门的门槛也相对较低，但是，很少有企业能够从，光伏发电的电池板，到逆变器，到配电箱等一系列配套形成完全的产业链，这样对于大部分的企业来说不利于参与激烈的市场竞争，特别是对于我国的一些中小型企业，形成自己的完整产业链已经是迫在眉睫的任务。 3.太阳能光伏发电的发展趋势
太阳能电池论文
太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 一、太阳能发电背景 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解我国能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。 在人类总耗能中，建筑耗能占30％以上，在建筑用能中，空调、供暖与家用热水所消耗的能量约占家庭全部耗能量的25％一35％。基于这种情况，利用太阳能供暖和热水将是必然的趋势。 二、太阳能发电技术简介 太阳能一般是指太阳能的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒
咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 目前太阳能发电有两种发电方法：一种是将太阳能转化为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电；另一种是利用光电器件利用光生伏达原理将太阳能直接转化为电能，称为太阳能光伏发电。 太阳能热发电技术是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电 一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。 太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏达原理吧太阳能直接转化为电能的发电形式。 太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成，如图1所示。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流-交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统分是今后光伏发电的主要形式。
《太阳能发电发展“十二五”规划》全文
《太阳能发电发展“十二五”规划》全文 太阳能资源丰富，分布广泛，开发利用前景广阔。太阳能发电作为太阳能利用的重要方式，已经得到世界各国的普遍关注。近几年，太阳能发电技术进步很快，产业规模持续扩大，发电成本不断下降，在全球已实现较大规模应用。在国际市场的带动下，我国太阳能光伏产业快速发展，光伏技术和成本上均已形成一定的国际竞争力。从发展趋势看，太阳能发电即将成为技术可行、经济合理、具备规模化发展条件的可再生能源，对我国合理控制能源消费总量、实现非化石能源目标发挥重要作用。 为贯彻《可再生能源法》，根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《能源发展“十二五”规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》，制定了《太阳能发电发展“十二五”规划》(以下简称《规划》)。《规划》主要阐述了太阳能发电发展的指导思想和基本原则，明确了太阳能发电的发展目标、开发利用布局和建设重点，是“十二五”时期我国太阳能发电发展的基本依据。 一、规划基础和背景 (一)发展基础 1、国际发展状况 (1)发展现状 太阳能发电是新兴的可再生能源技术，目前已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质，再利用传统蒸汽发电设备发电，近年来产业化示范项目开始增多。光伏发电。近10 年来，全球太阳能光伏电池年产量增长约6 倍，年均增长50%以上。2010 年，全球太阳能光伏电池年产量1600 万千瓦，其中我国年产量1000 万千瓦。并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。到2010 年，全球光伏发电总装机容量超过4000 万千瓦，主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利，其中德国2010 年新增装机容量700 万千瓦。随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高，全产业链的成本快速下降。太阳能光伏电池组件价格已经从2000 年每瓦4.5 美元下降到2010 年的1.5 美元以下，太阳能光伏发电的经济性明显提高。 光热发电。光热发电也称太阳能热发电，尚未实现大规模发展，但经过较长时间的试验运行，开始进入规模化商业应用。目前，美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度等国已经建成或在建多座光热电站。到2010 年底，全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110 万千瓦，在建项目总装机容量约1200 万千瓦。 (2)发展趋势 太阳能发电技术经济性明显改善。目前，太阳能发电还处于发展初期，未来5~10 年，太阳能发电产业将进入快速成长期。随着太阳能发电技术水平的提高，市场应用规模将逐步
浅谈太阳能热发电技术
浅谈太阳能热发电技术 发表时间：2017-08-04T11:13:47.110Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：吴越李敏[导读] 摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 （国网宁波供电公司中国宁波 315000；国网宁波市鄞州区供电公司中国宁波 315100）摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 关键词：太阳能；储能；新技术；热发电 1 引子 目前，太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 2 新技术介绍 2.1 热发电技术介绍 2.1.1 太阳能热发电技术简介 太阳能热发电技术是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。随着在太阳能热发电领域的太阳光方位传感器、自动跟踪系统、槽式抛物面反射镜和槽式太阳能接收器等方面技术的发展，槽式太阳能热发电系统已经进入商业化和产业化阶段。 太阳能塔式发电系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 太阳能碟式发电也称盘式系统。主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。 2.1.2 太阳能热发电技术的优势 太阳能热发电技术效率较光伏发电高。目前光热转化效率为80%，热电转化效率是30%，二者相乘得出光伏热发电的转化效率为24%，而硅光电池的转化效率为22%，相比较光伏热发电转化效率具有优势。 太阳能热发电直接产生工频的三相交流电，比光负荷风电相比，更适合跟电网的配合。太阳能热发电利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在没有太阳的情况也也能在几小时内带动汽轮发电，连续稳定发电和调峰发电的能力较强。 太阳能热发电技术避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本，而且整个生产环节产业链没有污染很大、耗能很高的环节，有效避免了制造光伏电池过程中的高耗能和高污染。 太阳能热发电具有高温特性，高温光热不仅可以发电，还能用于高热化工、热电联供等领域，实现太阳能热能的高效综合利用。如在煤制油高热化工领域，目前技术情况下四吨煤可以制一吨油，用光热来做是两吨半煤就可以制一吨油，耗损低、能耗少、污染少。 2.1.3 太阳能热发电技术的应用状况 太阳能光热发电在国际上已成为可再生能源的发展热点。早在上世纪八十年代，国外就已建造了装机容量500千瓦以上的各种不同形式的太阳能光热发电站20余座，其中美国加州的碟式太阳能光热发电一号及二号装机容量分别达到了850兆瓦和750兆瓦，太阳能光热发电已经开始商业化运作。 在国内，随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业的发展十分迅猛。 “十五”期间，中国科学院电工研究所、工程热物理所等科研机构和一些太阳能企业，已开始了光热发电技术的项目研究。目前，我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究，掌握了一批太阳能光热发电的核心技术，如高反射率高精度反射镜、高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等，现在正着手开展完全拥有自主知识产权的100kW槽式太阳能热发电试验装置。 我国内蒙古西部、青海中部、西藏西南部是太阳直接辐射资源最丰富的地区，年辐照量都在1800kWh/m2以上，最适合太阳能热发电；西部北部其他地区的直射资源较丰富，年辐照量在1400-1800kWh/m2之间，也比较适合太阳能热发电。以上两类地区占我国国土面积一半以上，所以我国太阳能热发电潜力巨大。 2.2 储能技术简介 太阳能热发电技术必须配以大规模储能技术才能实现对传统能源的替代。下面我就储能相关技术做下简单的介绍。 2.2.1 储能技术简介 电网就好比运送电力的物流企业，唯一的区别就是：这个物流没有仓储。电力系统是被誉为目前人造的最为复杂的系统，可遗憾的是在这个系统中居然没有仓储，这也直接导致了这个系统中“产品”从生产到消费“瞬时完成、实时平衡”的特点已然成为天经地义的真理，对现阶段电力系统特征产生了深远的影响。随着电网负荷峰谷差的日益拉大、间歇式可再生能源的快速发展，“瞬时完成、实时平衡”对电网提出了日益严峻的挑战。 2.2.2 大规模储能技术的应用