光伏发电概论

1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成
2.并网太阳能光伏发电系统
图1-5 并网型太阳能光伏发电系统
1.3 光伏发电系统的组成与应用
1.3.2太阳能光伏发电技术的应用与发展历程
1. 太阳能光伏发展的历程 光伏效应（贝克雷尔，1839）→硅太阳电池（贝尔实验 室，1945）→单晶硅太阳电池（贝尔实验室，光电转换 6%，1954）→能源危机，光伏计划（1974）→成本降低， 实际应用。 中国1975年起步，发展迅速，《国务院关于加快培育和 发展战略性新兴产业的决定》将新能源产业：太阳能、地 热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等的发展和应 用纳入七个战略性新兴产业规划中（2010.9.8）。
1.3 光伏发电系统的组成与应用
3.我国光伏发电产业的发展历程
2011年8月1日，国家发改委公布《关于完善太阳能光伏发电上网电
价政策的通知》，统一太阳能光伏发电上网电价：2011年7月1日前核准 建设、2011年底建成投产、国家发改委善未核定价格的太阳能光伏发电 项目，上网电价为1.15元/ kWh（含税，下同）；2011年7月1日及以后 核准建设的太阳能光伏发电项目，以及2011年7月1日前核准但截至2011 年底仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏仍执行1.15元/ kWh 的上网电价外，其余省（区、市）按1.0元/ kWh执行。而且，今后还将
1.3 光伏发电系统的组成与应用
1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成
1.独立太阳能光伏系统的构成
图1-3 独立太阳能光伏系统构成
1.3 光伏发电系统的组成与应用
独立光伏发电系统目前面临以下三个问题： （1）能量密度和整体利用效率较低，前期投资较大； （2）独立发电系统的储能装置-铅酸蓄电池初始成本高 （占25%左右），运行成本也大； （3）供电稳定性、可靠性差 。
光伏技术
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照亮未来பைடு நூலகம்
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大唐武威太阳能电站 腾格里沙漠边缘的武威市
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光伏动力车
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第1章 太阳能光伏发电系统概论
第1章 太阳能光伏发电系统概论
第1章 太阳能光伏发电系统概论
2013年 8月30日，国家发展改革委出台了
《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健 康发展的通知》 1.光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据
电站所在区域的太阳能资源条件和建设成本，将 全国分为三类资源区，分别执行每千瓦时0.9元、 0.95元、1元的电价标准 2.对于分布式光伏发电项目，实行按照发电量进行 电价补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42 元。
来自“2012中国国际光伏大会暨展览会”信息
太阳能光伏技术所涉及的内容
七.光伏超纯水设备：电池、单晶硅、硅材料超纯水设备 、单晶硅/多晶硅生产工艺用超纯水设备； 八.评估/测试/分析区：电池测量仪器、太阳能仿真器、 厚度测量仪器、电测量仪器、光照射设备、光谱灵敏度测 量器、基板检测仪、外观检测仪器、各式测试器，其它评 估、测试、分析设备； 九.太阳能热发电系统区：槽式太阳能热发电、塔式太阳 能热发电、碟式太阳能热发电、太阳能热气流发电等； 十.服务供应商：协会、顾问、市场调研和分析、工程和 能源系统、监测、技术转让和培训、银行和金融公司、行 业媒体。
1.3 光伏发电系统的组成与应用
2.国际太阳能光伏发电技术的发展历程 光伏效应（1839年 ）硅太阳能电池（1954年） 光伏 发电技术及其应用。 能源危机是世界性问题； 阳光计划，全球开发太阳能； 光伏厂商4600余家； 美国“国家光伏计划”，太阳能路灯每盏年节电800 kWh ； 日本计划普及太阳能住宅发电系统，建筑-光伏(BIPV) 一体化； 欧洲“尤里卡”计划，推出“10万套工程计划”； 全球太阳能产业年增幅15%。
1.1 太阳能光伏发电的重要意义
1.1.2 自然生态环境日趋恶化
能源消耗增加自然生态破坏、人造气体增加环境恶 化（吸收7～13m辐射能，阻碍地球能量的正常逃逸 ）。

温室效应 为保持地球温度，地球从太阳获得能量必须与地球向外 的热辐射能量相等，大气层阻碍向外的辐射，水蒸气强 烈吸收4-7 m波段的光波，而二氧化碳主要吸收13-19 m波段的光波，70%的辐射从7-13 m的窗口逃逸， 保持地球温度为14℃.
1.1 太阳能光伏发电的重要意义
大气中，二氧化碳含量的上升（蓝线）与平均温 度（红线）的上升相聚在一起。
1.1 太阳能光伏发电的重要意义
1.1.3 常规电网的局限性
电网输电到边远地区困难； 电力供应不足； 等
1.1 太阳能光伏发电的重要意义
寻求新能源——太阳能利用的主要形式
1.2 太阳能光伏发电原理及特点
1.3 光伏发电系统的组成与应用
3.我国光伏发电产业的发展历程 1959年研制成功第一个太阳能电池。1971年3月首次应用 于我国第二颗人造卫星。1973年开始在地面应用太阳能电 池，1979年开始生产单晶硅太阳能电池。20世纪80年代中、 后期，引进国外太阳能电池生产线或关键设备，初步形成 生产能力达到4.5MW的太阳能光伏产业。20世纪90年代 中、后期，光伏发电产业进入稳步发展时期，2010年，我 国太阳能电池产量达5635MW，占全球的40％以上。
第1章 太阳能光伏发电系统概论
无论是企业还是居民个人，只要是分布式光伏发电 项目（装机容量在6兆瓦以下），所发电量都能享受到每 度电0.42元的国家补贴。 如果除去自发自用外，有余上网的电量，电网还会按照 脱硫煤电价回收，每度电按照0.45元的价格进行计价， 这样算上国家补贴的话，每发给国家电网1度电，就能收 入0.87元。 企业的分布式发电项目如果自发自用更划算,企业用电目 前执行的是大工业电价，此价格要高于脱硫煤电价。以 每度电0.637元为例，如果自发自用，每度电不仅能省 下0.637元，还能得到0.42元的补贴，这就等于1.057 元的收益，比标杆上网电价1元钱还要合算。


第1章 太阳能光伏发电系统概论
太阳能光伏发电系统：
太阳太阳能太阳能电池蓄电池控制器
逆变器光伏发电系统 + 风光互补发电系统
1.1 太阳能光伏发电的重要意义
1.1.1世界能源危机日益加剧
能源需求量日益增加，化石能源的储量有限能源危机
中国及世界主要常规能源储量预测
中国石油进口比 例正在逐年增加， 2007年进口比例 是47.2%，2008年 49.8%，2009年 52%，2010年 54.8%，2011年 56.5%，，现在应 该已超过60%.
太阳能光伏发电系统工程
主讲教师：崔建坡
石家庄铁道大学 数理系 2013年9月
太阳能光伏发电系统工程
使用教材： 1.何道清等.太阳能光伏发电系统原理与应用技术.化 学工业出版社 2012. 2.S.R.Wenham M.A.Green 应用光伏学。上海交通大 学出版社 2008. 参考书籍： 1.赵争鸣 等、太阳能光伏发电及其应用.科学出版社 2.沈辉、曾祖勤.太阳能光伏发电技术.北京：化学工 业出版社，2004. 3.太阳能光伏发电技术相关网站
图1-4 户用光伏发电系统
1.3 光伏发电系统的组成与应用
1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成
2.并网太阳能光伏发电系统
图1-5 并网型太阳能光伏发电系统工作原理
1.3 光伏发电系统的组成与应用
1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成
2.并网太阳能光伏发电系统
图1-5 并网型太阳能光伏发电系统
1.3 光伏发电系统的组成与应用
1.2.1 太阳能光伏发电原理
太阳能电池就是一块大面积的p-n结 ，基于光生伏特效 应 ，将光能转化为电能。转换效率15%左右。
图1-2 太阳能电池的发电原理和结构 1-栅线电极；2-减反射膜；3-扩散区；4-基区；5-底电极
1.2 太阳能光伏发电原理及特点
1.2.2 太阳能光伏发电的特点
1.优点： （1）太阳能资源取之不尽，用之不竭； （2）太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输 送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。 （3）光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电 能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。 （4）光伏发电本身不使用燃料，绿色、环保； （5）光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的 荒漠戈壁上；光伏-建筑一体化发电系统，不需要单独占 地，节省土地资源；
1.1 太阳能光伏发电的重要意义

人类活动增加了大气中人造气体的排放，这些气体吸收 波长范围是7-13 m，人造气体包括：二氧化碳，甲烷 ，臭氧，氮氧化合物和氯氟碳化物（CFCl）等，阻碍了 能量的正常逃逸，被广泛认为是造成地表平均温度升高 的原因。 现有的证据显示，到2030年，起效果的CO2水平将 是现在的两倍。致使全球温度升高1到4度。这将引起风 的流动模式和降雨量的变化，其结果可能导致大陆内部 变得干旱以及地球海平面上升。排放的人造气体增长的 越多，当然造成的影响就越严重。
1.2.2 太阳能光伏发电的特点
2.缺点 （1）能量密度低（<1kW/m2 ）； （2）占地面积大。 （3）转换效率低，晶体硅光伏电池为13%～17%，非晶 硅光伏电池只有6～8%； （4）间歇性工作； （5）受气候环境因素影响大； （6）地域依赖性强； （7）系统成本高，太阳能电池组件2美元/W； （8）晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗。
太阳能光伏技术所涉及的内容
一.光伏设备：硅棒硅锭、硅片、电池、电池板/组件生产设备、薄 膜电池生产设备； 二.光伏电池：单晶电池、多晶电池、非晶电池、其他薄膜电池； 三.光伏相关零部件：蓄电池、充电控制器、逆变器、支架系统跟踪 系统接线盒、电缆等； 四.光伏材料：硅料、硅锭/硅块、硅片、漿料、封装玻璃、封装薄 膜及其他原料； 五.光伏产品：灯具类产品、移动充电器、光伏水泵、家用太阳能及 其他光伏应用产； 六.光伏工程及系统：并网发电系统、独立发电系统、太阳能空气调 节系统、农村光伏发电系统、太阳能检测及控制系统、工程程序 控制和工程管理及软件编制系统；