【精选】太阳能发电学习资料 [1]

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1、 太阳能发电学习资料 1 太阳能发电太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用， 其中之一就是将太阳能转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。现 有 能 源随 着 经 济 的 发 展 、 社 会 的 进 步 ， 人 们 对 能 源 提 出 越 来 越 高 的 要 求 ,寻 找 新 能 源 成 为 当前 人 类 面 临 的 迫 切 课 题 。 现 有 电 力 能 源 的 来 源 主 要 有 3 种 ， 即 火 电 、 水 电 和 核 电 。 火 电 的 缺 点火 电

2、 需 要 燃 烧 煤 、 石 油 等 化 石 燃 料 。 一 方 面 化 石 燃 料 蕴 藏 量 有 限 、 越 烧 越 少 ， 正 面 临 着枯 竭 的 危 险 。 据 估 计 ， 全 世 界 石 油 资 源 再 有 30 年 便 将 枯 竭 。 另 一 方 面 燃 烧 燃 料 将 排 出 二 氧化 碳 和 硫 的 氧 化 物 ， 因 此 会 导 致 温 室 效 应 和 酸 雨 ， 恶 化 地 球 环 境 。 水 电 的 缺 点水 电 要 淹 没 大 量 土 地 ， 有 可 能 导 致 生 态 环 境 破 坏 ， 而 且 大 型 水 库 一 旦 塌 崩 ， 后 果 将 不 堪设 想 。 另

3、外 ， 一 个 国 家 的 水 力 资 源 也 是 有 限 的 ， 而 且 还 要 受 季 节 的 影 响 。 核 电 的 缺 点核 电 在 正 常 情 况 下 固 然 是 干 净 的 ， 但 万 一 发 生 核 泄 漏 ， 后 果 同 样 是 可 怕 的 。 前 苏 联 切 尔诺 贝 利 核 电 站 事 故 ， 已 使 900 万 人 受 到 了 不 同 程 度 的 损 害 ， 而 且 这 一 影 响 并 未 终 止 。 太 阳 能 满 足 新 能 源 的 条 件这 些 都 迫 使 人 们 去 寻 找 新 能 源 。 新 能 源 要 同 时 符 合 两 个 条 件 ： 一 是 蕴 藏 丰 富

4、 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 。 另 外 ， 风 力 发 电 也 可 算 是 辅 助 性 的 新 能 源 。 其 中 ， 最 理 想 的 新 能 源 是 太 阳能 。 2. 太 阳 能 发 电 是 最 理 想 的 新 能 源照 射 在 地 球 上 的 太 阳 能 非 常 巨 大 ， 大 约 40 分 钟 照 射 在 地 球 上 的 太 阳 能 ， 便 足 以 供 全 球人 类 一 年 能 量 的 消 费 。 可 以 说 ，

5、太 阳 能 是 真 正 取 之 不 尽 、 用 之 不 竭 的 能 源 。 而 且 太 阳 能 发 电绝 对 干 净 ， 不 产 生 公 害 。 所 以 太 阳 能 发 电 被 誉 为 是 理 想 的 能 源 。 从 太 阳 能 获 得 电 力 ， 需 通 过 太 阳 电 池 进 行 光 电 变 换 来 实 现 。 它 同 以 往 其 他 电 源 发 电 原理 完 全 不 同 ， 具 有 以 下 特 点 ： 无 枯 竭 危 险 ； 绝 对 干 净 （ 无 公 害 ） ； 不 受 资 源 分 布 地域 的 限 制 ； 可 在 用 电 处 就 近 发 电 ； 能 源 质 量 高 ； 使 用 者 从

6、 感 情 上 容 易 接 受 ； 获 取能 源 花 费 的 时 间 短 。 不 足 之 处 是 ： 照 射 的 能 量 分 布 密 度 小 ， 即 要 占 用 巨 大 面 积 ； 获 得的 能 源 同 四 季 、 昼 夜 及 阴 晴 等 气 象 条 件 有 关 。 但 总 的 说 来 ， 瑕 不 掩 瑜 ， 作 为 新 能 源 ， 太 阳 能具 有 极 大 优 点 ， 因 此 受 到 世 界 各 国 的 重 视 。 要 使 太 阳 能 发 电 真 正 达 到 实 用 水 平 ， 一 是 要 提 高 太 阳 能 光 电 变 换 效 率 并 降 低 其 成 本 ， 二是 要 实 现 太 阳 能 发

7、 电 同 现 在 的 电 网 联 网 。 目 前 ， 太 阳 能 电 池 主 要 有 单 晶 硅 、 多 晶 硅 、 非 晶 态 硅 三 种 。 单 晶 硅 太 阳 电 池 变 换 效 率最 高 ， 已 达 20 以 上 ， 但 价 格 也 最 贵 。 非 晶 态 硅 太 阳 电 池 变 换 效 率 最 低 ， 但 价 格 最 便 宜 ，今 后 最 有 希 望 用 于 一 般 发 电 的 将 是 这 种 电 池 。 一 旦 它 的 大 面 积 组 件 光 电 变 换 效 率 达 到10 ， 每 瓦 发 电 设 备 价 格 降 到 1 2 美 元 时 ， 便 足 以 同 现 在 的 发 电 方

8、式 竞 争 。 估 计 本 世 纪 末便 可 达 到 这 一 水 平 。 当 然 ， 特 殊 用 途 和 实 验 室 中 用 的 太 阳 电 池 效 率 要 高 得 多 ， 如 美 国 波 音 公 司 开 发 的 由 砷 化镓 半 导 体 同 锑 化 镓 半 导 体 重 叠 而 成 的 太 阳 电 地 ， 光 电 变 换 效 率 可 达 36 ， 快 赶 上 了 燃 煤 发电 的 效 率 。 但 由 于 它 太 贵 ， 目 前 只 能 限 于 在 卫 星 上 使 用 。 3. 太 阳 能 发 电 的 应 用太 阳 能 发 电 虽 受 昼 夜 、 晴 雨 、 季 节 的 影 响 ， 但 可 以

9、分 散 地 进 行 ， 所 以 它 适 于 各 家 各 户 分激 进 行 发 电 ， 而 且 要 联 接 到 供 电 网 络 上 ， 使 得 各 个 家 庭 在 电 力 富 裕 时 可 将 其 卖 给 电 力 公 司 ，不 足 时 又 可 从 电 力 公 司 买 入 。 实 现 这 一 点 的 技 术 不 难 解 决 ， 关 键 在 于 要 有 相 应 的 法 律 保 障 。现 在 美 国 、 日 本 等 发 达 国 家 都 已 制 定 了 相 应 法 律 ， 保 证 进 行 太 阳 能 发 电 的 家 庭 利 益 ， 鼓 励 家庭 进 行 太 阳 能 发 电 。 日 本 已 于 1992 年

10、 4 月 实 现 了 太 阳 能 发 电 系 统 同 电 力 公 司 电 网 的 联 网 ， 已 有 一 些 家 庭 开始 安 装 太 阳 能 发 电 设 备 。 日 本 通 产 省 从 1994 年 开 始 以 个 人 住 宅 为 对 象 ， 实 行 对 购 买 太 阳 能发 电 设 备 的 费 用 补 助 三 分 之 二 的 制 度 。 要 求 第 一 年 有 1000 户 家 庭 、 2000 年 时 有 7 万 户 家庭 装 上 太 阳 能 发 电 设 备 。 据 日 本 有 关 部 门 估 计 日 本 2100 万 户 个 人 住 宅 中 如 果 有 80 装 上 太 阳 能 发 电

11、 设 备 ， 便可 满 足 全 国 总 电 力 需 要 的 14 ， 如 果 工 厂 及 办 公 楼 等 单 位 用 房 也 进 行 太 阳 能 发 电 ， 则 太 阳能 发 电 将 占 全 国 电 力 的 30 40 。 当 前 阻 碍 太 阳 能 发 电 普 及 的 最 主 要 因 素 是 费 用 昂 贵 。为 了 满 足 一 般 家 庭 电 力 需 要 的 3 千 瓦 发 电 系 统 ， 需 600 万 至 700 万 日 元 ， 还 未 包 括 安 装 的工 钱 。 有 关 专 家 认 为 ， 至 少 要 降 到 100 万 到 200 万 日 元 时 ， 太 阳 能 发 电 才 能

12、够 真 正 普 及 。降 低 费 用 的 关 键 在 于 太 阳 电 池 提 高 变 换 效 率 和 降 低 成 本 。 不 久 前 ， 美 国 德 州 仪 器 公 司 和 SCE 公 司 宣 布 ， 它 们 开 发 出 一 种 新 的 太 阳 电 池 ， 每 一 单元 是 直 径 不 到 1 毫 米 的 小 珠 ， 它 们 密 密 麻 麻 规 则 地 分 布 在 柔 软 的 铝 箔 上 ， 就 像 许 多 蚕 卵 紧贴 在 纸 上 一 样 。 在 大 约 50 平 方 厘 米 的 面 积 上 便 分 布 有 1， 700 个 这 样 的 单 元 。 这 种 新 电 池的 特 点 是 ， 虽

13、然 变 换 效 率 只 有 8 10%， 但 价 格 便 宜 。 而 且 铝 箔 底 衬 柔 软 结 实 ， 可 以 像 布帛 一 样 随 意 折 叠 且 经 久 耐 用 ， 挂 在 向 阳 处 便 可 发 电 ， 非 常 方 便 。 据 称 ， 使 用 这 种 新 太 阳 电 池 ，每 瓦 发 电 能 力 的 设 备 只 要 15 至 2 美 元 ， 而 且 每 发 一 度 电 的 费 用 也 可 降 到 14 美 分 左 右 ， 完全 可 以 同 普 通 电 厂 产 生 的 电 力 相 竞 争 。 每 个 家 庭 将 这 种 电 池 挂 在 向 阳 的 屋 顶 、 墙 壁 上 ， 每 年就

14、 可 获 得 一 二 千 度 的 电 力 。 4. 太 阳 能 发 电 的 前 景太 阳 能 发 电 有 更 加 激 动 人 心 的 计 划 。 一 是 日 本 提 出 的 创 世 纪 计 划 。 准 备 利 用 地 面 上 沙 漠和 海 洋 面 积 进 行 发 电 ， 并 通 过 超 导 电 缆 将 全 球 太 阳 能 发 电 站 联 成 统 一 电 网 以 便 向 全 球 供 电 。据 测 算 ， 到 2000 年 、 2050 年 、 2100 年 ， 即 使 全 用 太 阳 能 发 电 供 给 全 球 能 源 ， 占 地 也 不 过为 65.11 万 平 方 公 里 、 186.79

15、万 平 方 公 里 、 829.19 万 平 方 公 里 。 829.19 万 平 方 公 里 才占 全 部 海 洋 面 积 2.3 或 全 部 沙 漠 的 51.4 ， 甚 至 才 是 撒 哈 拉 沙 漠 的 91.5 。 因 此 这一 方 案 是 有 可 能 实 现 的 。 另 一 是 天 上 发 电 方 案 。 早 在 1980 年 美 国 宇 航 局 和 能 源 部 就 提 出 在 空 间 建 设 太 阳 能 发 电站 设 想 ， 准 备 在 同 步 轨 道 上 放 一 个 长 10 公 里 、 宽 5 公 里 的 大 平 板 ， 上 面 布 满 太 阳 电 池 ，这 样 便 可 提

16、供 500 万 千 瓦 电 力 。 但 这 需 要 解 决 向 地 面 无 线 输 电 问 题 。 现 已 提 出 用 微 波 束 、 激光 束 等 各 种 方 案 。 目 前 虽 已 用 模 型 飞 机 实 现 了 短 距 离 、 短 时 间 、 小 功 率 的 微 波 无 线 输 电 ， 但离 真 正 实 用 还 有 漫 长 的 路 程 。 随 着 我 国 技 术 的 发 展 ， 在 2006 年 ， 中 国 有 三 家 企 业 进 入 了 全 球 前 十 名 ， 标 志 着 中 国 将成 为 全 球 新 能 源 科 技 的 中 心 之 一 ， 世 界 上 太 阳 能 光 伏 的 广 泛 应 用 ， 导 致 了 目 前 缺 乏 的 是 原 材料 的 供 应 和 价 格 的 上 涨 ， 我 们 需 要 将 技 术 推 广 的 同 时 ， 必 须 采 用 新 的 技 术 ， 以 便 大 幅 度