新能源概论与氢能工程

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1、2010-9-2太阳从中心向外分为核心、辐射层、对流层和由光球层、色球层和日冕组成的太阳大气。太阳的主要组成物质是氢气（71%）和氦气1太阳能利用技术及发展状况（27%）。太阳能是地球万物之本大海航行靠舵手万物生长靠太阳在高温高压条件下，太阳物质的原子离子化，形成了太阳能的优点“等离子体”，并且发生剧烈的热核聚变反应太阳每秒钟向外发射的总能量高达3.74×1026J，总辐“一大”、“二长”、“三公”、“四洁”：射功率高达3.74×1026W1．数量巨大：从太阳发射出来的总功率中，只有大约22亿分之一能2．时间长久：根据恒星演化的理论，太阳按照目前的够到达地球大气上界；太阳辐射

2、进入地球大气层后，10功率辐射能量的时间大约可以持续10年；按照天文和要受到大气中的空气分子、水蒸气和灰尘所散射，还地质观测的结果，已知太阳系的生成年龄大约为要受到大气中的氧、臭氧、水蒸气以及二氧化碳的吸收；地球表面的海洋面积约占79%，到达陆地表面的4.5×109年太阳辐射功率就只大约17×1015W；3．普照大地：分布广阔，获取方便。它既不需要开采真正到达人类经常居住和生活地区的太阳辐射功率，和挖掘，又不需要运输据估计最多只有(7‾10)×1015W。4．清洁干净：安全卫生，对于环境毫无污染，可以当每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准之无愧地称为“清洁的能源”。这

3、是太阳能所独有的煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍。优点，远非其他任何能源所可比拟太阳能的缺点及克服1．强度弱：垂直投射到地球表面每平方米面积上的太阳辐射功率只有1353W×47%=640Ｗ，相当于在1m2我国太阳能资源状况：的面积上放一只640W的电炉我国太阳能年辐射量在3300兆焦/平方米•年到2．不连续：每个地方只有在白昼才能接收到太阳辐射8400兆焦/平方米•年之间，其中2/3国土面积超能，一年到头总有将近一半的时间处于“黑暗”之中，而在其余的一半时间内还要受到天气的影响过6000兆焦/平方米.年（200瓦/平方米），年日3．不稳定：同一个地点在同一天内，日出和日落

4、时的照数大于2000小时，相当于每年2.4万亿吨标准太阳辐射强度远远不如正午前后；而在同一个地点的不煤的储量。可以说，只要技术可行、成本可接受，同季节里，辐射强度也明显不同如此巨大的太阳能资源的开发利用量是没有上限克服太阳能缺点的方法：一是聚焦—提高太阳辐射的能的。流密度(就是在单位时间内到达单位面积上的能量)；二是贮能—变间断为连续、变不稳定为稳定1412010-9-2中国年太阳辐射总量分类我国太阳能分布图类全年日太阳能总地区别照数/h辐射量/MJ一3200~6680~宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海33008400西部、西藏西部二3000~5852~河北西北部、山西西部、内蒙古南

5、部、32006680宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部三2200~5016~山东、河南、河北东南部、山西南部、30005852新疆南部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部四1400~4190~湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建22005016北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江和台湾东北部五1000~3344~四川、贵州14004190太阳能发电技术太阳能利用技术：光-电转换：太阳能热发电原理：光热发电利用聚光集热器光伏发电（“定日镜”）把太光-热转换：阳能聚集起来，将某太阳能热水器种工质加热到数

6、百摄太阳房氏度的高温，然后经太阳灶过热交换器产生高温太阳能干燥器高压的过热蒸汽，驱太阳能温室动汽轮机并带动发电太阳能热发电原理海水淡化机发电。“定日镜”碟式太阳热发电系统用直径2.5米旋转抛物面聚光镜跟踪装置1522010-9-2太阳能发电技术太阳能发电技术太阳能光伏发电原理：太阳光伏电池能量转换的基础是由半导体当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P材料组成的pn结的光生伏特效应：型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电1922年爱因斯坦因为发现了光电效应而获得了诺贝尔物理学奖势差，这就形成了电源。当能量为h的光子照射到

7、禁带宽度为Eg的半导体材料上时，产生电子－空穴对，并受由掺杂的半导体材料组成的pn结电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区。如果将外电路短路，则在外电路中就有与入射光通量成正比的光电流通过。太阳能光伏发电原理太阳电池的基本结构：由p掺杂和n掺杂的半导体材料组成电池核心，在n区表面沉积有减反射层。减反射层的作用是降低电池表面对太阳光的反射，提高电池对光的吸收。p掺杂是在半导体基体材料中掺杂提供空穴的元素，如B、Al、Ga、In