太阳能发电技术

华 北
西藏羊八井100kW和甘肃武威500kW大型荒漠电站
电
力
大
学
能
源
动
力
与
机
械
工 程
甘肃武威
学
院
工
程
热 物
羊八井
理
教
研
室
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概述-太阳能热发电
华 北
国际：聚光型太阳能热发电（CSP）在西班牙的良好
电 力 大
发展和美国的巨大应用潜力的引领下，已进入了新
动 力
污染大、竞争力差。
与 机
在硅材料加工环节，主要设备有长晶设备和硅片（锭、棒
械
工 程
）切割设备两种。
学 院
用于单晶生长的国产单晶炉以优良的性能价格比占据了
工
国内绝大部分市场且开始批量出口周边亚洲国家；用于
程
热 物
多晶生长的多晶硅铸锭炉尽管起步较晚，总体技术水平
理 教
如单位功耗、稳定性、出料率等方面与国外尚有差距，
太阳能发电技术
华
北 电
第一节、概述
力
大
学
能 源 动 力 与 机 械 工 程 学 院
工 程 热 物 理 教 研 室
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概述-太阳能光伏
华 北
我国太阳电池的研究开发始于1958年，1971年就成
电 力 大
功地将自主研发的太阳电池首次应用于我国发射的
力
与
机
械
工
程
学
院
工 程 热 物 理 教 研 室
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概述-太阳能光伏
华 北
在多晶硅生产环节，由于基础薄弱，高端生产技术和设备
ห้องสมุดไป่ตู้电 力
基本依赖进口且受到限制，国产设备在技术性能、工艺、
大 学
产能等方面与国际先进水平差距明显，致使物料及电力消
能 源
耗大、生产规模小、超高纯产品难以获得、生产成本高、
合研制的可沿高度角翻转180的 合研制的可沿高度角翻转90的高
定日镜（125m2）
光效定日镜（100m2）
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第二节、关于太阳辐射的基本知识
华 北
太阳辐射通量：单位面积单位时间内所截获的太阳
电 力 大
辐射能，I ，W/m2。
学 能
太阳常数：当日地距离为一个天文单位距离时，在
地球表面上的太阳辐射
华 北
大气层对太阳辐射的削弱作用
电
力 大
大气质量m:太阳辐射到达地面时在地球大气中穿行的
学 能
相对距离。
源
动
力
与
机 械
简化计算（偏于保守）：
工
程 学 院
m 1
工
sin
程
热
物 理
推荐计算公式：
教
研
室
m
cos(90
1
) 0.50572
(6.07995
)1.6364
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概述-太阳能光伏
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现阶段进入民用领域的太阳电池主要是晶体硅太阳
电 力 大
电池，占目前产量的90%以上。
学 能
薄膜太阳电池已被公认为未来太阳电池发展的主要
源 动
方向之一，具有省材、低能耗，便于大面积连续生
力 与 机
产、原材料丰富、无毒、无污染等优点，生产制造
械 工
成本低，在建筑光伏一体化（BIPV）、荒漠电站等
研 室
但进步迅速.
切割设备需要从国外进口
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概述-太阳能光伏
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在电池制造环节，我国光伏设备企业在短短的数年
电 力 大
内已基本具备晶体硅太阳电池制造设备的整线装备
学
能力，且已出口到了新加坡、印度和台湾等地，国
能 源 动
产设备在自动化、设备精细化方面与进口设备仍有
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华 北 电 力 大
大气透明度P: P1表示一个大气质量时的大气透 明度，即太阳辐射穿过一个大气质量之后的辐
学 能
射通量I1和大气上界的辐射通量I0之比
源 动
m个大气质量时的大气透明度:
力
与
机 械 工
Pm P1m
程
学
院 太阳辐射穿过个大气质量之后的辐射通量:
学
的发展阶段，预计到2020年有望达到25 GW。
能
源 动
西班牙目前有22个项目，总计1037 MW正在建设中
力 与 机
。这些项目预计均将在2010年底前并入电网。
械 工 程
美国正在建设中目前有75 MW装机容量，处于准备
学 院
阶段的项目8.5 GW。
工 程
目前，CSP的发电成本在11-25美分/kWh之间 。
程 学 院
方面具有广泛的应用前景，是目前研发领域的主要
工
研究内容之一
程
热
物
理
教
研
室
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概述-太阳能光伏
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晶体硅太阳电池是在单晶或多晶体硅片上通过扩散
电 力 大
制结而制成的
学 能
2006年为369.5MW，2007年产量超过1GW，2008年
源 动
超过2GW
源 动
地球大气层上界，垂直于太阳辐射的截面上的太阳
力 与 机
辐射通量，I0 ， I0=1353 W/m2。
械 工 程
太阳常数的修正：
学
院
工 程 热 物 理
I 0n
I
0
1
0.033
c
os
360 n 365
教
研
室
n为从一月一日算起到该计算日的天数
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热
物
理
教
研
室
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概述-太阳能热发电
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国内：目前标志性的项目是正在开展1MW塔式电站
电 力 大
的研究，发电工质参数390C, 2.35MPa，将于2010
学
年发电。
能
源
动
力
与
机
械
工
程
学
院
工
程
热
物
理
教
研
室
电工研究所和皇明太阳能集团联 电工研究所和皇明太阳能集团联
学
东方红二号卫星上。
能
源 动
1973年开始将太阳电池用于地面。自1981年开始，
力 与 机
太阳电池及其应用开始列入国家的科技攻关计划。
械 工 程
2000年以后国家科技部又启动了国家“863”计划和
学 院
“973”计划，分别对光伏发电的产业化技术和基础性
工 程
研究给以支持。
热
物
理
教
研
室
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力 与
差距。
机
械
工
程
学
院
工 程 热 物 理 教 研 室
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概述-太阳能光伏
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奥运主体育馆光伏幕墙和奥运中心区景观灯
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大
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能 源 动 力 与 机 械 工 程 学 院
工 程 热 物 理 教 研 室
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概述-太阳能光伏
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与
机
械
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程
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院
工 程 热 物 理 教 研 室
单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池
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概述-太阳能光伏
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太阳能光伏发电转换效率在12%至16%，实验室可
电 力 大
以达到20%左右。
学 能
硅类电池的成本问题始终是制约其进一步发展的最
源 动
主要的因素，发电成本在3元左右