太阳能光伏发电系统及其应用太阳能发展

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1、太阳能光伏发电系统及其应用三峡电力职业学院李耀坤教材第一章绪论1.1太阳及太阳能概述1.1.1太阳的物理特性1.1.2太阳能辐射与吸收1.1.3我国的太阳能资源1.1.4太阳能利用的基本形式1.2太阳能光伏发电现状与发展前景1.2.1世界光伏发电的发展现状1.2.2中国光伏发电的发展现状1.2.3太阳能光伏发电的发展前景太阳能：是由太阳中的氢经过聚变而产生的，包括太阳内部热核反应所释放出的光能、热能及辐射能量。它每天辐射到地球上的能量达1813亿吨标准煤，相当于全世界年需要能量总和的5000倍，是地球上最大的能源。1.1太阳及太阳能概述太阳太阳结构图太

2、阳能概述其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于24000亿吨标煤。按照目前太阳质量消耗速率计，太阳内部的热核反应足以维持600亿年，相对于人类发展历史的有限年代而言，可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。资源分布地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量（单位为千焦/米2·年）和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。我国太阳能资源我国属太阳能资源丰富的国家之一，辐射总量在3.3×103～8.4×

3、106千焦/米2·年之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富地区之一；我国东部、南部、及东北为资源中等区；四川盆地、两湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区。其中，青藏高原地区海拔高、空气稀薄、太阳辐射强，加之晴天多，年日照时数在3000小时以上，太阳能资源最为丰富。拉萨素有“日光城”之说，其日照时数比东部纬度相近的九江、重庆等地多30%一100%。我国太阳能资源太阳能的利用对太阳能的利用，中国是世界上最早的国家之一。远在3000多年前的西周

4、时代（公元前11世纪），就已有了“阳燧取火”技术的记载。所谓“阳燧”，就是形似凹面镜的金属圆盘，对着太阳聚光，在聚光点点燃艾绒等易燃物，取得火种。这是一种最古老的太阳能聚光器。青铜镜凹面镜太阳能的利用1990年第11届亚运会火炬的火种，就是于8月7日下午，在距拉萨市以北100多公里的念青唐古拉峰下，由15岁的藏族少女达娃央宗用木柴从抛物面聚光太阳灶上获得的。原理与古代阳燧差不多，唯聚光所用的材料有较大的差别。阳燧取火技术在世界太阳能利用科学史上占有重要的地位。太阳能的利用国外认为阿基米德是利用太阳能最早的人之一。约在公元前215～210年间，古罗马帝国

5、的舰队侵占了西西里岛，派了一支舰队攻打希库扎港，著名的学者阿基米德，为了保卫家乡，他让每个士兵用擦亮的铜盾，排列在城堡上，把太阳光聚集反射到入侵的罗马舰船上，结果使舰船起火，敌人仓惶逃跑。以上说明太阳能利用技术古已存在。但人类自觉地把太阳能作为一种能源利用，还是起于1615年。法国考克斯是世界上第一个把太阳能转化为机械能的人。从此，太阳能利用进入了一个新的历史时期太阳能的利用利用太阳能主要形式人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换，此外，还有储能技术。太阳光热转换技术的产品最多。例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与

6、太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。光热转换即利用太阳辐射能加热集热器，把吸收的热能直接加以利用。如果集热器匹配不同用途也就有不同名称，如太阳能热水器、太阳灶、太阳能干燥器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调等。光电转换太阳光电转换，主要是各种规格类型的太阳电池板和供电系统。太阳能电池太阳能电池是把太阳光直接转换成电能的一种器件。太阳电池的光电效率约１0－1４％，其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅。硅光电转换原理光电转换原理光电转换原理太阳能电池线路连接测开路电压试验太阳能化学转换太阳电池的应用范围很广。例如人造卫

7、星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、黑光灯、航标灯、铁路信号灯等。太阳能化学转换包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。我国的开发现状和前景中国能源研究会理事长黄毅诚近日提出，应加速开发无污染、可再生的太阳能资源，力争到２０２０年建成５００万千瓦的太阳能发电容量，使太阳能成为我国最大的可再生能源。北京太阳能研究所研究员赵玉文用“近有实效，前有远景”来形容太阳能资源在我国的开发现状和前景。我国的开发现状我国目前具有１.５万千瓦的太阳能发电容量，虽然光电成本仍然高于煤电，但在边远地区，与拉设

8、电网相比，小型太阳能发电设施仍然相对便宜适用，在西藏地区已经有７个县靠太阳能解决了用电困难。另