太阳能光伏原理及应用

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1、太阳能光伏原理及应用内容提要一、利用可再生能源的意义二、可再生能源（太阳能）的利用三、并网光伏系统应用四、总结一、利用可再生能源的意义1、能源危机悄然逼近油气资源的供不应求成为我国经济发展的瓶颈2004年,我国生产原油1.75亿吨,进口原油1.2亿吨,对外依存度达到45.7%。我国的石油消耗在过去20年里以每年5%的速度增加，预计到2010年我国石油供需缺口将近1亿吨。1、能源危机悄然逼近电力供应同样不容乐观中国工业经济联合会提供的一份中国工业发展报告预测，到2020年，煤炭供需缺口可能超过约为3亿吨。天然气用量迅速增长天然气消费在2004年也

2、达到408亿立方米,年增长速度11.8%。2、建筑的高能耗及环境污染全球能量的50%消耗于建筑的建造与使用过程我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。其中80％民用商品能源是由煤炭提供的。目前我国已建房屋有近400亿平方米属于高耗能建筑，新建房屋有95％以上是高耗能建筑2、建筑的高能耗及环境污染2003年初，国务院发展研究中心关于建筑节能的调研报告称，“因建筑耗能高，仅北方采暖地区每年多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元；多排二氧化碳52万吨。”2、建筑的高能耗及环境污染大量燃煤、环境污染严重1995年中国煤炭消费量占世

3、界煤炭总消费量的29%，当年中国排放了30亿吨CO2占当年全球排量的13.6%,仅次于美国。（其中建筑用能，对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25％。）预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。３、我国建筑节能的不足我国节能工作起步较晚如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍;门窗透气性为3～6倍;总耗能是3～4倍。高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求．二、太阳

4、能的利用1、太阳能光伏利用太阳能利用的巨大潜力我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.4×1012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。1、太阳能光伏利用太阳能的主要利用形式目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电更高端，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种技术

5、。2、光伏利用的基本原理基本原理太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。2、光伏利用的基本原理以PN结为例，当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N区到P区的电流。2、光伏利用的基本原理然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。３、光伏建筑一体化光伏建筑一体化光伏与建筑一体化（BIPV-BuildingIntegrationPVsystem）提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶

6、和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。BIPV系统可以划分为光伏屋顶结构和光伏墙结构两种形式．３、太阳能光伏利用光伏与建筑的结合有两种方式：(1)建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统。３、太阳能光伏利用光伏与建筑的结合有两种方式：(2)建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。３、太阳能光伏利用太阳能光伏发电

7、系统有两种运行模式:(1)独立供电方式：通过电池储能、与公共电网分路。特点：发电与用电可以不同步。我国绝大多数太阳能光伏发电系统采用电池储能的“独立供电方式”。３、太阳能光伏利用太阳能光伏发电系统有两种运行模式:(2)并网供电方式：光伏发电系统所发出的直流电无论是否经过化学电池组，最终通过逆变器变换产生交流电，或者向公共电网输送电能，或者与公共电网同时端接输出到低压负载。特点：当时发电当时使用，太阳能发出的电量直接与公共电网并接。目前，美国、德国等西方先进国家大多采取可逆流的“并网供电方式”。３、太阳能光伏利用太阳能光伏发电低压并网结构如下图所

8、示：３、太阳能光伏利用太阳电池与一般的平板式光伏组件不同，（BIPV）组件既然兼有发电和建材的功能，就必须满足建材性能的要求，如：隔热、绝缘、抗风、防