15.赵争鸣—太阳能光伏发电应用现状和其发展

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1、太阳能光伏发电应用现状与发展赵争鸣赵争鸣清华大学电机工程与应用电子技术系清华大学电机工程与应用电子技术系2009年8月报告内容光伏发电背景与意义光伏发电市场情况光伏发电技术与应用光伏发电成本分析国内外政策分析未来发展预测TsinghuaUniv.DEEA能源与环境——世纪的挑战1、全球范围内能源危机冲击石油储量、煤储量均为有限2、保护环境及经济持续发展的要求严重环境污染，生态平衡严重破坏3、新能源的应用受到世界各国的普遍关注光伏发电背景与意义TsinghuaUniv.DEEA光伏发电背景与意义1、

2、能源危机和环保唤起新能源的崛起2、太阳能是巨量的可再生能源3、中国拥有丰富的太阳能资源除了贵州高原部分地区外，中国的所有地域均为高太阳能资源区域（≥4500MJ/年.m2），光伏发电是太阳能应用主要形式之一。中国气象局风能太阳能资源评估中心http://cwera.cma.gov.cn/光伏发电背景与意义TsinghuaUniv.DEEA全球太阳能资源分布TsinghuaUniv.DEEA太阳能光伏发电发展趋势光伏发电背景与意义TsinghuaUniv.DEEA光伏市场现状¾国际市场分类y离网系统

3、∑户用离网∑非户用离网y并网系统∑分布式并网∑集中式并网截止到2006年底IEA-PVPS项目成员国光伏系统市场份额IEA-PVPS项目成员国光伏系统累计安装量数据来源：IEA-PVPS,TrendsinphotovoltaicapplicationssurveyreportofselectedIEAcountriesbetween1992and2006光伏发电市场情况TsinghuaUniv.DEEA光伏市场现状¾世界主要国家和地区的光伏市场份额比较数据来源：2006年：Dec.11-12,20

4、07,Wuxi,FrankHaugwitz,PhotonInternational2007；2007年：SolarbuzzMarch17,2008光伏发电市场情况TsinghuaUniv.DEEA光伏市场现状¾中国市场分类y农业及农村电气化y通信及其他工业y民用商品电源y并网发电截至2007年我国光伏发电市场分配数据来源：中国可再生能源发展项目办公室，中国光伏产业发展研究报告（2006-2007）光伏发电市场情况TsinghuaUniv.DEEA光伏市场现状¾我国光伏系统的年装机和累计装机容量数据

5、来源：王斯成，我国光伏发电有关问题研究&中国可再生能源发展项目办公室，中国光伏产业发展研究报告（2006-2007）光伏发电市场情况TsinghuaUniv.DEEA光伏发电系统构造直－交（直）交（直）水泵变换流电机电网或其光伏阵列控制器它设备直－直变直－交变蓄电池组换换光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA太阳能光伏电池结构与发展光伏电池是太阳能发电核心部件，大规模应用解决两大难题：一是提高光电转换效率；二是降低生产成本。第一代光伏电池：单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅

6、太阳能电池。生产技术成熟，消耗硅材料及能源。铸造多晶硅具有稳定的转换效率，性价比最高，竞相开发的重点。第二代薄膜晶体硅电池，将很薄的光电材料铺在非硅材料的衬底上，减少了硅材料的消耗，降低了成本。效率8%以上、使用15年以上。第三代超薄型以及化合物光电池，效率高、成本低、弱光性好25μm光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA光伏电池的结构与发展¾太阳电池种类:－单晶硅－单个晶体，黑色或蓝色，4－6英寸，效率最高16－20％－多晶硅－多个晶体，蓝色，4－8英寸，效率较高15－18％－非晶

7、体硅－黑色，内联直接形成组件，效率较低5－8％－其他薄膜电池：CIS－黑色，内联直接形成组件，效率较高9－12％光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA各种晶体硅太阳电池光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA各种非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池CIS薄膜电池组件光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA光伏应用中存在的主要问题(1)系统效率低光伏转换率：13－15％太阳能利用率：平均60%，(2)成本高光伏水泵系统：平均124元/瓦光伏照明系统：平均80元/瓦单晶硅

8、电池板：36-40元/瓦(3)受自然条件限制大阴雨天、灰尘覆盖等光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA技术创新点¾二阶微分最大功率点跟踪控制策略；¾蓄电池损耗最小化的充电规律；¾太阳能综合应用和优化调配管理器；¾与变频电源相匹配的高效光伏水泵电机。光伏发电技术与应用TsinghuaUniv.DEEA1、技术创新点——太阳能综合应用和优化调配管理器w3000充电扬水充电与扬水扬水充电250020001500100050006:007:008:009:0010:0011: