《太阳能利用》word版

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1、吴福明新能源利用20094269太阳能的利用状况万物生长靠太阳，地球上的能量无论是生物质能、矿物质能还是风能等，从起源来说大部分都是来自于太阳。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。而我们所谓的对太阳能的利用是直接转换太阳辐射能成为电能、热能等形式。目前太阳能的利用主要有

2、两种方式，一种是通过太阳能光伏电池发电直接将太阳辐射转换为电流，另一种是通过一定的设备将太阳辐射能聚集产生热能。一、太阳能光伏发电太阳能光伏发电是将太阳能电池板组成阵列和太阳能控制器、蓄电池（组）、逆变器组成太阳能发电系统。该系统可以供给单个用户或者直接连入电网供电。1、太阳能电池板的原理太阳能电池是由半导体材料构成的，例如锗和硅，同时还可以使用化合物半导体例如砷化镓或者磷化镓。使用硅作为电池板的材料有可以分为单晶硅和多晶硅，只是它们的转换效率和成本不一样。单晶硅转换效率在20%左右，多晶硅的转换效率在15%左右。5吴福明新能源利用2009426

3、9经过掺杂硼或者磷的硅可以形成P型和N型半导体，在P型和N型半导体中分别可以产生空穴和自由电子。将P型和N型半导体压制在一起，由于两边的空穴和电子对的浓度不同，会发生电子对和空穴的相互扩散。扩散的结果在交界面形成一边带正电荷一边带负电荷的空间电荷区，并且形成内电场。太阳能电池在光照条件下，能量大于半导体禁带宽度的光子使半导体原子的价电子激发，在P区和N区、空间电荷区都会形成光生电子-空穴对。电子-空穴对随后被内建电场分离，光生电子进入N区，光生空穴进入P区。因此P-N结两侧形成了正负电荷的积累，形成与内建电场相反的光生电场。光生电场除部分抵消内建

4、电场，还是P端带正点，N端带负电，产生了光生电动势。原理如上图所示。2、太阳能发电系统5吴福明新能源利用20094269如上图所示，完整的太阳能发电系统由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成。（1）电池单元。单个太阳能电池所提供的电压和电流是极小的，所以在实际应用中按照要求将若干个电池通过串联或并联形成电池组，称为电池组件（阵列）。（2）蓄电池。太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续

5、无日照时间决定。（3）充电控制器。太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。（4）逆变器。在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直5吴福明新能源利用20094269流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。二、太阳能热发电太阳能热发电，也叫聚焦型太阳能热发电（ConcentratingSola

6、rPower，简称CSP），通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为（1）太阳能槽式发电；（2）太阳能塔式热发电；（3）太阳能碟式热发电。槽式系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内的传热工质加热产生蒸汽，推动常规汽轮机发电；塔式系统是利用众多的定日镜，将太阳热辐射反射到置于高塔顶部的高温集热器(太阳锅炉)上，加热工质产生过热蒸汽，或直接加热集热器中的水产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电；碟式系统利用曲面聚光反射镜，将

7、入射阳光聚集在焦点处，在焦点处直接放置斯特林发动机发电。因为太阳能的普遍、对环境有利等因素使人们越来越青睐太阳能的利用。但是太阳能却有着固有的问题。一是太阳辐射在地球表面能量密度很低，平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右，冬季更低。故要使用太阳能就要求转换设备面积足够大，使造价增高。另一是不稳定，受昼夜、季节地理状况等条件影响5吴福明新能源利用20094269比较大。所以难以形成稳定的、连续的的能源

8、。最后是转换效率太低，目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高