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1、第十四讲第十四讲+化学能源与化学能源与太阳能太阳能第十四讲 化学电源与太阳能2能源分类一次能源二次能源常规能源新能源煤制品洗煤，焦炭，煤气石油制品汽油，煤油，柴油 燃料油，液化石油气电力，氢能，余热，沼气，蒸气等可再生能源水能非再生能源如煤炭，石油 天然气，核裂变燃料可再生能源太阳能， 风能，生物质能 非再生能源核聚变燃料 油页岩，油砂3主要内容主要内容化学能源化学能源1太阳能太阳能2414.1.1 化学能源概况化学能源概况化学能源：将化学能转变为电能的装置，俗称电池电化学研究对象主要有：电子导电回路电子导电回路电解池回路电解池回路原电池回路原电池回路5A. Volta (伏特）伏特）1745
2、-1827Volta Pile(1799)14.1.2 电化学科学的简史电化学科学的简史 (Simplified history of electrochemistry)671799年年 Volta 电堆发明电堆发明1800年年 Nichoson、Carlisle用用Volta电堆电解水电堆电解水1826年年 发现发现Ohm定律定律1833年年 发现发现Faraday定律定律1870年年 Helmhotz提出提出双电层理论双电层理论1887年年 Arrhenius 电离学说电离学说1889年年 Nernst提出提出电极电位公式电极电位公式1905年年 Tafel氢氢超电势超电势半经验公式半经验
3、公式1940年代年代 动力学方法研究双电层，动力学方法研究双电层，电极过程动力学电极过程动力学1960年代年代 以后以后 量子电化学量子电化学814.1.3 电化学科学的在实际生活中的应用电化学科学的在实际生活中的应用 (Application of electrochemistry in life)A. 电化学工业电化学工业氯碱工业：氯碱工业：电解水制氢气和氧气电解水制氢气和氧气湿法冶金：碱金属碱土金属湿法冶金：碱金属碱土金属电镀以及电解加工电镀以及电解加工9B. 化学电源化学电源 Zn(s)|ZnSO4|HCl|AgCl(s) | Ag(s)净反应10C. 金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护电化
4、学腐蚀示意图钢材因腐蚀消耗占年产钢材因腐蚀消耗占年产1/3左右左右美国美国1982年用于腐蚀和防腐的费用为年用于腐蚀和防腐的费用为1260亿美元亿美元发达国家每年用于防腐的费用占发达国家每年用于防腐的费用占国民经济国民经济4%左右左右11构成化学电源的要素化学反应必须有电子得失，即氧化还原反应化学反应必须有电子得失，即氧化还原反应所产生电流必须通过外电路做功所产生电流必须通过外电路做功化学电源的评价指标电容量电容量比功率比功率自放电率自放电率开路与工作电压开路与工作电压12容量容量电池的容量指在给定的放电条件下，电池电池的容量指在给定的放电条件下，电池初始放电至终止电压时所放出的电量。初始放电
5、至终止电压时所放出的电量。单位：安时（单位：安时（Ah）也称额定容量。）也称额定容量。1Ah表示用表示用1安培安培 的电流放电的电流放电1小时。小时。干电池的容量常用恒定负载的电阻放电到干电池的容量常用恒定负载的电阻放电到规定终止电压的时间表示。规定终止电压的时间表示。电池的容量性能用单位体积的容量或单位电池的容量性能用单位体积的容量或单位质量的容量（即比容量）来表示。质量的容量（即比容量）来表示。提高活性物质的利用率必须增大或新股遏提高活性物质的利用率必须增大或新股遏制的表面积，使之在放电过程中不钝化制的表面积，使之在放电过程中不钝化13获得获得1Ah电量所需的活性物质质量电量所需的活性物质
6、质量14自放电自放电定义定义：化学电源在不对外输出电流的情况：化学电源在不对外输出电流的情况下消耗活性物质的现象下消耗活性物质的现象原因原因：活性物质内与电解质中的杂质使电：活性物质内与电解质中的杂质使电池内形成局部电池，局部电池造成电池内池内形成局部电池，局部电池造成电池内部短路，促进腐蚀，引起自放电部短路，促进腐蚀，引起自放电例如例如：锌锰干电池：锌锰干电池电池负极电池负极 Zn Zn2+ + 2e同时同时 2H+ + 2e H2净反应净反应 Zn + 2H+ H2 + Zn2+15二次电池充放电二次电池充放电电池反应是可逆的，没有副反应发生，充电池反应是可逆的，没有副反应发生，充电时欧姆
7、电阻小，极化小电时欧姆电阻小，极化小在水溶液电解质的电池中，正极和负极上在水溶液电解质的电池中，正极和负极上的氧过电位和氢过电位高，充电时，水的的氧过电位和氢过电位高，充电时，水的电解反应难于进行电解反应难于进行充放电能量转换是可逆的，活性物质的状充放电能量转换是可逆的，活性物质的状态能够很好的再生态能够很好的再生16电池的效率电池的效率A、效率的表示方法、效率的表示方法电池总效率：电池总效率： 0 = i v f i = G/ H 100% 最大热效率最大热效率 v = V/E 100% 电压效率电压效率 f = I/Im 100% 法拉第电流效率法拉第电流效率17B、功率与电流密度的关系、
8、功率与电流密度的关系电池输出功率（电池输出功率（P）：）： P = VI I = S jS为电极的面积为电极的面积低电流密度下，低电流密度下，j 0， P = 0高的极限电流密度下，高的极限电流密度下，E 0，P = 018电池电池14.1.4. 电池类型电池类型利用物质的物理变化或化学变化，并把这些化学变利用物质的物理变化或化学变化，并把这些化学变化释放出来的能量直接转变为电能的装置化释放出来的能量直接转变为电能的装置物理电池：物理电池：把物理反应产生的能量转换为电能的装置。如太阳把物理反应产生的能量转换为电能的装置。如太阳能电池、原子能电池等能电池、原子能电池等化学电池化学电池把化学反应产
9、生的化学能转变为电能的装置。把化学反应产生的化学能转变为电能的装置。19电池分类电池分类物理电池物理电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池热电发电器热电发电器化学电池化学电池活性物质固活性物质固定在电极上定在电极上一次电池一次电池二次电池（蓄电池）二次电池（蓄电池）活性物质连活性物质连续供给电极续供给电极一次燃料电池一次燃料电池再生型燃料电池再生型燃料电池20化学电池的组成化学电池的组成14.1.5. 化学电池的反应化学电池的反应正极、负极、电解质。正极、负极、电解质。其中电解质可以是酸性水溶液、碱性水溶液或各种其中电解质可以是酸性水溶液、碱性水溶液或各种盐类的中性水溶液，也有部分非水溶
10、液、熔融盐或盐类的中性水溶液，也有部分非水溶液、熔融盐或固体电解质固体电解质负极：负极： N1 N2 + ne化学电池反应化学电池反应正极：正极： P1 + ne P2净反应：净反应： P1 + N1 N2 + P221一次电池：将化学能转变为电能并输出的一次电池：将化学能转变为电能并输出的装置，一旦化学能转变为电能，就不能通装置，一旦化学能转变为电能，就不能通过该装置将电能再转变为化学能，即化学过该装置将电能再转变为化学能，即化学反应是不可逆的。反应是不可逆的。一次电池分类一次电池分类干电池干电池湿电池湿电池注液电池注液电池糊状干电池糊状干电池纸板干电池纸板干电池碱性干电池碱性干电池14.2
11、. 一次电池一次电池22各种干电池性能比较各种干电池性能比较电池名称电池构成额定电压正极活性物质电解质负极活性物质锌锰干电池MnO2NH4Cl,ZnCl2Zn1.5V汞电池HgOKOH(ZnO)Zn1.2V碱锰干电池MnO2KOH(ZnO)Zn1.2V氧化银电池AgOKOH(ZnO)Zn1.5V氯化银电池AgCl海水Mg1.4V空气电池空气/活性炭KOH(ZnO)或NH4ClZn1.3V2314.2.1. 锰干电池锰干电池24电池表示：电池表示：(-)Zn | NH4Cl + ZnCl2混合溶液混合溶液(淀粉糊化淀粉糊化) | MnO2 + C(+) 在中性介质中：在中性介质中：NH4ClZn
12、Cl2以NH4Cl为主： Zn22NH4ClZn(NH3)2Cl22H以ZnCl2为主： 4 Zn29 H2O ZnCl2ZnCl24ZnO5H2OH2514.2.2.碱锰电池碱锰电池电池表示：电池表示：(-)Zn(锌汞齐锌汞齐) | NaOH或或KOH(30%40%)水水溶液溶液 + ZnO | MnO2 + C(+) 在碱性介质中：在碱性介质中：KOH溶液 Zn22OHZn(OH)2 ZnOH2O Zn(OH)22KOHK2ZnO22 H2O 或 ZnO2 KOHK2ZnO2H2O2614.2.3.银锌电池银锌电池电池表示：电池表示：(-)Zn| KOH | Ag2O, AgO(+) 18
13、83年经年经Clarke改装推出，改装推出，1941年年Henry采用采用玻璃纸隔膜，玻璃纸隔膜，4050%KOH做电解液制得做电解液制得电极反应及电池反应电极反应及电池反应正极 Ag2O + H2O + 2e 2Ag + 2OH- 负极 Zn + 2OH- ZnO + H2O + 2e总反应 Zn + Ag2O Ag + ZnO2714.2.4.燃料电池燃料电池负极：负极： H2 + 2OH- 2H2O + 2e正极：正极： O2 +H2O +2e 2OH-净反应：净反应： H2 + O2 H2OE = E + RT/nF ln (a2H2O/p2H2 pO2) G = -nFE28特点特点
14、a、能量转变化效率高、能量转变化效率高汽油柴油发电机：汽油柴油发电机：3540%太阳能转换装置：太阳能转换装置：1535%核能转换装置：理论核能转换装置：理论60%，实际，实际1%燃料电池：理论燃料电池：理论80%，实际，实际6070%2001年我国单机年我国单机6000千瓦及以上电厂热效率千瓦及以上电厂热效率仅为仅为35.09 29澳新型聚光太阳能光伏发电装置光电转换率达澳新型聚光太阳能光伏发电装置光电转换率达35%(图图) 据俄罗斯媒体11月4日报道，澳大利亚的“绿金能源”公司日前推出了其研制的最新型太阳能发电装置“太阳球”。 太阳能电池板是一种非常诱人的电能生产装置，但它们同时也具有明显
15、的缺陷：相对便宜的太阳能电池板往往效率很低，无法生产出足够的电能；而高效的太阳 能电池板却又十分昂贵，无法在普通消费者中推广。“绿金能源”公司研制的“太阳球”很好地解决了这一问题它可为那些生活在山区的居民提供充足且廉价的 电能。据介绍，“太阳球”使用的光电转换装置的工作效率高达35%，并且其面积只有约1平方厘米。 “太阳球”的表面是一片直径为1.13米的由丙烯酸酯制成的凸透镜。它可将阳光“浓缩”500倍后再投放到光电转换器上。整套设备都被安装在了一个铝 制支架上，以便及时地为太阳能电池板降温。此外，“太阳球”上还配备有一套双坐标驱动设备，能够跟踪太阳的运动并调整透镜的朝向。即使考虑到阳光在通过
16、透 镜时的损失，这套装置将光转换为电能的效率仍可达到33%。测试表明，在晴朗的日子里一部“太阳球”的发电功率可以达到330瓦，换句话说，它每天平均可“收集”超过3度的电能。 预计这种新型的太阳能发电装置将在2006年2月份投放市场，零售价初步定为1190美元。同年6月份，该产品还将实现出口。“太阳球”的研制者表示，如果考虑到每平方米太阳能电池板74000美元的高昂价格，1190美元的售价可以说是相当的廉价了。 聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内，形成焦斑或焦带，并将太阳电池置 于这种焦斑或焦带上，以增加光强，克服太阳辐射能流密度
17、低的缺陷，从而获得更多的电能输出。因此，首先要考虑聚光器的结构、跟踪装置和散热措施。 通常聚光器的倍率大于几十，其结构可采用反射式或透镜式。反射式有槽形平面聚光器和抛物面聚光器；透镜式则多选用菲涅耳透镜。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪。散热方式可以是气冷或水冷，有的与热水器结合，既获得电能，又得到热水。 用于聚光太阳电池的单体，与普通太阳电池略有不同，因需耐高倍率的太阳辐射，特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证，故在半导体材料选择、电池 结构和栅线设计等方面都要进行一些特殊考虑。最理想的制造聚光太阳电池的材料为砷化镓，因为它的禁带宽度和载流子浓度均适合于在强光下工作。其次是单晶硅 材料。
18、在电池结构方面，聚光电池的-结构要求较深，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用垂直结构，以减少串联电阻的影响。同时，聚光电池 的栅线也较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的10%. 30b、低污染、低污染氢气作为储能物质时产物只有水氢气作为储能物质时产物只有水用富氢气体用富氢气体(化石燃料制备化石燃料制备)做燃料时，做燃料时，CO2少少40%其它燃料，也不存在其它燃料，也不存在SO2，NOx，粉尘等污染，粉尘等污染31c、低噪音，安装灵活，积木化强，占地面积小、低噪音，安装灵活，积木化强，占地面积小d、储能物质选择范围宽、储能物质选择范围宽e、负荷响应快，负荷响应快，工作可靠性好，
19、运行质量高工作可靠性好，运行质量高f、运行成本高，难以普及、运行成本高，难以普及g、高温工作时电池寿命短，稳定性差、高温工作时电池寿命短，稳定性差h、缺乏完善的燃料供应体系、缺乏完善的燃料供应体系32发展史发展史a、1838年瑞士科学家年瑞士科学家Schonbein发现原理发现原理b、1839年英国科学家年英国科学家Grove按电解水逆过按电解水逆过程设计出第一个燃料电池程设计出第一个燃料电池c、1889年年Mond和和Langer制得氢氧燃料电制得氢氧燃料电池，获得池，获得0.73V的工作电压的工作电压d、1894年年Ostward从理论上论证了燃料电从理论上论证了燃料电池的效率为池的效率为
20、5080%e、1959年年Bacon制造出可以实际工作的碱制造出可以实际工作的碱性燃料电池性燃料电池f、1962年燃料电池用于太空任务年燃料电池用于太空任务g、1972年杜邦公司研制出高分子电解质隔膜年杜邦公司研制出高分子电解质隔膜33二次电池的质量比能量和体积比能量一般低于一次电池二次电池的质量比能量和体积比能量一般低于一次电池分类电池名称电池构成额定电压/V正极活性物质电解质负极活性物质二次电池铅酸蓄电池 PbO2H2SO4Pb2.0镍镉蓄电池 Ni2O3KOHCd1.2镍铁蓄电池 Ni2O3KOHFe1.2银锌电池AgOKOH(ZnO) Zn1.5银镉电池AgOKOHCd1.1碱锰电池M
21、nO2KOH(ZnO) Zn1.5镍氢电池Ni2O3KOHH2或金属氢化物1.214.3. 二次电池二次电池3410.3.1. 铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池的应用：铅蓄电池的应用：机动车辆、备用电源、电站负荷调整、电动机动车辆、备用电源、电站负荷调整、电动工具电源工具电源铅蓄电池的分类：铅蓄电池的分类：开放式开放式：外壳上有排气孔，电解液会减少，：外壳上有排气孔，电解液会减少，须检查，加水加酸维护须检查，加水加酸维护免维护密封式免维护密封式：用高析氢过电位铅合金，几：用高析氢过电位铅合金，几乎没有水电解，在整个使用寿命期，不需维乎没有水电解，在整个使用寿命期，不需维护护35铅蓄电池的表示：铅蓄电池
22、的表示：Pb | H2SO4 | PbO2，Pb放电时：放电时：电池总反应为：Pb + PbO2+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O负极：Pb + SO42- PbSO4 +2e正极：PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e PbSO4 +2H2O充电时：充电时：负极： PbSO4 (固体) PbSO4 (液体) Pb2+ + SO42-+2e Pb电池总反应为：2PbSO4 +2H2O Pb + PbO2+2H2SO4正极： PbSO4 +2H2O PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e3610.3.2. 碱性蓄电池碱性蓄电池(以以KOH等水溶液为电解质等水溶液为电解质)碱
23、性蓄电池的正负极反应碱性蓄电池的正负极反应电极种类电极反应j/V理论放电容量(g/Ah)正极氢氧化镍 NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH-0.522.46氧化银2AgO+H2O+2e=Ag2O+2OH-0.6044.63Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-0.3424.34空气O2+H2O+2e=O2H-+OH-0.76-O2+H2O+4e=4O2H-+OH-0.401负极铁Fe+2OH- =Fe(OH)2+2e-0.861.04镉Cd+2OH- =Cd(OH)2+2e-0.7982.09锌Zn+2OH- =Zn(OH)2+2e-1.2451.2237碱性蓄电池的电池反应碱性蓄电
24、池的电池反应种类电极反应开路电压/V镍-镉电池2NiOOH+2H2O+Cd=2Ni(OH)2+Cd(OH)21.329镍-铁电池2NiOOH+2H2O+Fe=2Ni(OH)2+Fe(OH)21.397镍-锌电池2NiOOH+2H2O+Zn=2Ni(OH)2+Zn(OH)21.765氧化银-锌电池2AgO+2H2O+Zn=Zn(OH)2+Ag2O1.815Ag2O+2H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag1.589氧化银-镉电池2AgO+2H2O+Cd=Cd(OH)2+Ag2O1.379Ag2O+2H2O+Cd=Cd(OH)2+2Ag1.153空气-锌电池O2+2Zn=2ZnO1.646镍-氢电池
25、2NiOOH+2H2 =2Ni(OH)21.23镍-锌电池2NiOOH+2MH=2Ni(OH)2+2M1.233839化学能源化学能源1太阳能太阳能240What is Solar Energy?Originates with the thermonuclear fusion reactions occurring in the sun.Represents the entire electromagnetic radiation (visible light, infrared, ultraviolet, x-rays, and radio waves).41Renewable Energy
26、 Possibilities1.2 105TW on Earths surface36,000 TW on land (world)Biomass5-7 TW gross (world)0.29% efficiency for all cultivatable land not used for foodHydroelectric4.6 TW gross (world)1.6 TW technically feasibleWind2-4 TW extractableTide/Ocean Currents 2 TW grossGeothermmal9.7 TW gross (world) 0.6
27、 TW gross (US)(small fraction technically feasible)42大面积利用太阳能的困难A.太阳辐射强度受季节影响较大B.现有技术光电转化效率低下C.光化合反应或作用速度较慢，不易集中储备43 1954 1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，幷首先应年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，幷首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8 8。19731973年世界爆发石油年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近1010
28、几年来，随着世几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，幷实施庞大的光伏工程计划，为太了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，幷实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产业进入了高速发展时期，幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池业进入了高
29、速发展时期，幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在设备业的发展。在1997199720062006年的年的1010年中，世界光伏产业扩大了年中，世界光伏产业扩大了2020倍，倍，今后今后1010年世界光伏产业仍以每年年世界光伏产业仍以每年3030以上的增长速度发展。以上的增长速度发展。太阳能电池的发展历史太阳能电池的发展历史44世界太阳能电池发展的主要节点世界太阳能电池发展的主要节点1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为61955 第一个光伏航标灯问世，美国第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明发明Ga As太阳能电池太阳
30、能电池1958 太阳能电池首次装备于美国先锋太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为号卫星，转换效率为8。1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。第一个单晶硅太阳能电池问世。1960 太阳能电池首次实现并网运行。太阳能电池首次实现并网运行。1974 突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18。1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世非晶硅及带硅太阳能电池问世1978 美国建成美国建成100KW光伏电站光伏电站1980 单晶硅太阳能电池效率达到单晶硅太阳能电池效率达到20多晶硅为多晶硅为14.5，Ga As为为22.51986 美国建成美国建成6.5KW光
31、伏电站光伏电站1990 德国提出德国提出“2000光伏屋顶计划光伏屋顶计划”1995 高效聚光高效聚光Ga As太阳能电池问世，效率达太阳能电池问世，效率达32。1997 美国提出美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出克林顿总统百万太阳能屋顶计划，日本提出“新阳光计划新阳光计划”1998 单晶硅太阳能电池效率达到单晶硅太阳能电池效率达到24.7，荷兰提出，荷兰提出“百万光伏屋顶计划百万光伏屋顶计划”2000 世界太阳能电池总产量达世界太阳能电池总产量达287MW，欧洲计划，欧洲计划2010年生产年生产60亿瓦光伏亿瓦光伏电池电池45太阳能电池发电原理46并网发电系统及工作原理47 上
32、世纪上世纪6060年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、
33、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势系统的结合已经形成产业化趋势 太阳能电池的应用太阳能电池的应用48Power tower in Barstow, California.Power Towers49用户太阳能电源用户太阳能电源 小型电源小型电源10-100W10-100W
34、不等，用于边远无电地区如高原、不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等电视、收录机等 太阳能电源太阳能电源 太阳能逆变器太阳能逆变器503-5KW3-5KW家庭屋顶并网发电系统；家庭屋顶并网发电系统；51光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉52 交通领域交通领域 如航标灯、交通如航标灯、交通/ /铁路信号灯、交通警示铁路信号灯、交通警示/ /标志灯、标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路路灯、高空障碍灯、高速公路/ /铁路无线电话亭、无铁路无线电话亭、无人值守道班
35、供电等。人值守道班供电等。53通讯通讯/ /通信领域通信领域 太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/ /通通讯讯/ /寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵信机、士兵GPSGPS供电等。供电等。54石油、海洋、气象领域石油、海洋、气象领域 石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/ /水水文观测设备等文观测设备等 风云三号气象卫星的太阳能电池风云三号气象卫星
36、的太阳能电池55光伏航标灯56海洋气象监测标57家庭灯具电源家庭灯具电源如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。黑光灯、割胶灯、节能灯等。58光伏电站光伏电站10KW-50MW10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。大型停车厂充电站等。59Parabolic Dishes and TroughsBecause they work best under direct sunlight, parabolic dishes and troughs
37、 must be steered throughout the day in the direction of the sun.Collectors in southern CA.60太阳能使用现状与预测61Global Cumulative PV Powerhttp:/www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/publications/epia/Global_Market_Outlook_Until_2013.pdf62Global Annual PV Markethttp:/www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/publications/
38、epia/Global_Market_Outlook_Until_2013.pdf63Cumulative installed solar electric power by 20071st Germany 3.8 GW 2nd Japan 1.9 GW3rd US 814 MW4th Spain 632 MW64Japan2002 - Basic Act on Energy Policy to secure stable energy supply, environmental suitability and use of market mechanismsBy 2006, installe
39、d 1.2 GW for 350,000 homes2008 New research initiative to improve yields from 10-15% to 40% and reduce cost from $0.48/kWh to $0.073/kWhwww.epia.org Solar Generation V Report Sep 200865China2007 National Renewable Energy targets 10% by 2010 (300 MW)15% by 2020 (1.8 GW)Supplies 1,130 tons of polysili
40、con from 6 companiesSupplies 21,400 tons of silicon ingot from 70 companiesNumber 1 PV panel producer 1.1 GW 50 PV panel companies including Suntech, Yingli, Hebei Jingao, Jiansu Linyang, and Nangjing CEEG82,800 employees (6 times that of 2005)www.epia.org Solar Generation V Report Sep 200866Solar PV Market OutlookSEMI PV Group March 2009 from source EPIA Solar Generation V Sept 08 www.epia.orgby 2030 8.9% of Global Energy, 1,864 GW Production Capacity, 2,646 TWh Electricity 67谢谢！68
