电工新技术概论报告精要

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1、2014年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:电工新技术概论学生所在院（系）:电气工程及自动化学生所在学科:电气工程学生姓名:董丹丹学号:13S006085学生类别:考核结果阅卷人第1页太阳能发电技术在建筑中的应用1.引言近年来，随着全球极端气候的频发、全球气候变暖日渐严重以及传统一次能源的日趋枯竭，实行节能减排已经在全球范围内形成普遍共识。对我们国家来讲，国家经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，这两者之间的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反

2、应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。20世纪下半叶以来，由于新材料、新技术和新理论的迅速发展，使得电工技术在深度和广度上都有了深刻的变化，电工新技术的研发和应用日趋活跃。新技术的发展到实现产业化必须具备一定的条件，主要是：1）新技术必须充分成熟，能形成可靠的产品；2）有着明确的社会与经济发展需求的牵引；3）与已有技术及产品相比较

3、，有着明显的技术与经济的优越性。考察20世纪下半叶发展起来的电工新技术，已经形成一定规模、有重要应用价值和发展前景的有：新能源发电技术；轨道交通及电动汽车；医学诊疗技术等。而新能源能源发电技术无疑已经迎来前所未有的蓬勃发展的时代。进入21世纪后，人们期望经济、社会与生态环境持续、协调、稳定发展，因而能源与电力的可持续发展就具有重大的意义。与传统能源不同，太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、潮汐能等新能源广发存在，用之不竭。随着化石能源逐渐耗竭，它们在人类能源持续发展中的作用日益增大，在能源供应中的

4、份额将逐步提高，最终成为人类持续、协调、稳定发展的支柱。目前，新能源发电技术中除传统应用已十分成熟的水力发电和核电，风力发电和太阳能发电也有较为成熟的应用。尤其太阳能发电，其应用十分广泛，能源储量区域无穷，发展潜力巨大。太阳被称为人类资源的宝库，是地球上所有动植物赖以维持生命的基础能源。地球上的风能、水能、潮汐能、生物能都是太阳能转换形式之一，甚至石油、煤炭、天然气等化石能源也都是经过古代植物固定存储下来的太阳能。太阳的能量巨大，虽然地球所接受的太阳辐射能量只有其辐射总量（约为3.75×1026W）

5、的22亿分之一，但是已高达173000TW，也就是说太阳每秒照射到地球上的能量大约相当于500万吨煤。可以说，太阳的能量是无穷的。图1-1所示为世界以及中国的能源发展比例。图1-1能源发展的比例据估计太阳的寿命至少还有40亿年。40亿年对宇宙来说可能只是弹指一挥间，但对只有几千年历史的人类来说已经是无穷无尽的时间了。因此大可不必担心太阳能源的枯竭。太阳能是普遍存在的。只要有阳光的地方，就有太阳能。虽然因为地理位置及气候条件等因素，太阳能资源在各个地方的分布并不均衡，但是绝大部分地区的太阳能资源都是可

6、以利用的。太阳能是清洁可再生的能源。太阳能的开发使用过程不会产生任何废气废物，所以不存在环境污染的问题。而且太阳能在自然环境中通过光-热、光-电、光-化学能等不同形式的能量转化，以不同的形式存在，使人类可以循环往复的再生利用。总体来讲，太阳能资源具有储量的“无限性”、存在的普遍性和利用的清洁性与经济性。尽管太阳能还存在单位面积上能量密度小，利用效率低，开发成本高等弊病，但这并没有动摇人们其开发利用的信心。随着近些年来太阳能技术的迅猛发展，太阳能替代化石能源已经不是一句空话。2.太阳能建筑一体化太阳能

7、作为一种可以在任何太阳存在的地方都可以使用的能源，随着太阳能太阳能发电的兴起，它已经从最初在边远地区和缺电地区的使用，逐渐转移到发达国家城市的使用；从简单的使用和安装太阳电池板，到现在能够把太阳电池板和建筑进行比较好的结合，使得太阳能太阳能发电得到更广阔的发展空间，“太阳能发电与建筑物集成化”(Building-integratedphotovoltaics，BIPV)的概念在1991年被正式提出。由于太阳太阳能发电可以和建筑很好地结合，使得其在城市中的作用得到了很好的发挥。一般来说将太阳电池组件安

8、装在住房或建筑物的屋顶，引出端经过控制器及逆变器与公共电网连接，由太阳能方阵及电网并联向用户供电，这就组成了户用并网太阳能系统。它具有调峰、环保的功能。另外也可以用太阳太阳能发电的玻璃幕墙代替普通的玻璃幕墙，这样既可以做建材又可以发电，进一步降低太阳能发电的成本；也可以直接用电池组件做建筑材料，比如说将单晶、多晶封装到瓦状的电池板中，用来做屋顶等。将太阳能发电与建筑结合是一种很好的利用太阳能的手段，相信其会很有发展前景。在进入21世纪之后，人类开始真正大规模应用太阳能