太阳能热发电技术论文图书分类号
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这是从一篇叫做《太阳能简介》的论文中写到的,原文如下。太阳能简介摘要太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源,受到世界各国的重视。太阳能广泛用于发电、制冷、制热等方面,已经和世界的经济生活联系在一起关键词 太阳能污染硅电池 前言太阳能(Solar Energy),一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电,是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。广义太阳能包括:地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能,化石燃料(如煤、石油、天然气等)。狭义太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能源自太阳。太阳是一个炽热的气态球体,它的直径约为39×106km,质量约为2×l027t,为地球质量的32×105倍,体积是地球的3×106倍,平均密度为地球的1/4。太阳作为一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(75×10^26KW)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。总的说来太阳能具有能量十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境的优点。但也存在问题:1)能量分散,能量密度低;2)稳定性差,受日夜季候、地理纬度等影响,太阳能不断地生变化;3)装置成本过高;4)制造过程中污染严重,使用中可能有视觉污染。我国的太阳能资源和分布广泛,有着十分丰富的太阳能资源。根据中国气象科学研究院的研究,有2/3以上国土面积,年日照在2000小时以上,年平均辐射量超过6GJ/cm2,各地太阳年辐射量大致在930~2330kW·h/m2之间。 从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。 太阳能利用历史人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。在1615年~1900年之间,世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率 不大,工质主要是水蒸汽,价格昂贵,实用价值不大,大部分为太阳能爱好者个人研究制造。 20世纪太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段 :第一阶段(1900-1920) 太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置,但采用的聚光方式多样化,且开始采用平板集热器,装置逐渐扩大,最大输出功率达64kW,实用目的比较明确,造价仍然很高。建造的典型装置有: 1901年,在美国加州建成一台太阳能抽水装置; 1902 -1908年,在美国建造了五套双循环太阳能发动机,采用平板集热器和低沸点工质; 1913年,在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵,每个长5m,宽4m,总采光面积达1250m2。第二阶段(1920-1945) 在这20多年中,太阳能研究工作处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目大为减少,其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战(1935-1945)有关,太阳能又不能解决当时对能源的急需,因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。 第三阶段(1945-1965) 二战结束后的20年中,一些有远见的人士注意到石油和天然气资源正在迅速减少,呼吁人们重视这一问题,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展。比较突出的研究进展有:1955年,以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论,并研制成实用的黑镍等选择性涂层,为高效集热器的发展创造了条件;1954年,美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池,为光伏发电大规模应用奠定了基础。这一阶段里还有其它一些重要成果,比较突出的有: 1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年,在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统,制冷能力为5冷吨。1961年,一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展,技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展,建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。 第四阶段(1965-1973) 这一阶段,太阳能的研究工作停滞不前,主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段,尚不成熟,并且投资大,效果不理想,难以与常规能源竞争,因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。第五阶段(1973-1980) “能源危机”(有的称“石油危机”)在客观上使人们认识到:现有的能源结构必须彻底改变,应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家,尤其是工业发达国家,重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持,在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年,美国制定了政府级阳光发电计划,太阳能研究经费大幅度增长,并且成立太阳能开发银行,促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”,其中太阳能的研究开发项目有:太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。 这一时间太阳能研究领域不断扩大,研究工作日益深入,取得一批较大成果,如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。 太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化,太阳能产业初步建立,但规模较小,经济效益尚不理想。 第六阶段(1980-1992) 开发利用太阳能热潮,进入80年代后逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费,其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是:世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力;太阳能技术没有重大突破,提高效率和降低成本的目标没有实现,以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心;核电发展较快,对太阳能的发展起到了一定的抑制作用第七阶段(1992-今) 由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下,1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》、《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件,把环境与发展纳入统一的框架,确立了 可持续发展的模式。这次会议之后,世界各国加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在 一起,使太阳能利用工作走出低谷,逐渐得到加强。世界环发大会之后,中国政府对环境与发展十分重视,提出10条对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”,制定了《中国21世纪议程》,进一步明确 了太阳能重点发展项目。 太阳能利用方式1 光-热能转换 光热转换是利用太阳辐射加热物体而获得热能的一种太阳能利用方式。常见应用有太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。1集热器太阳辐射的能流密度低,在利用太阳能时为了获得足够的能量,或者为了提高温度,必须采用一定的技术和装置(集热器),对太阳能进行采集。太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备,它是太阳能热利用中的关键设备。常见有可分为聚光型和非聚光型。1非聚光型集热器非聚光型集热器常见有平板和真空管集热器。平板集热器平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等,能利用太阳的直射和漫射辐射。按工质划分有空气集热器和液体集热器,目前大量使用的是液体集热器;按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等; 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器,还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等;按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。目前,国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合,国外一般采用高频焊,国内以往采用介质焊,1995年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产线,通过消化吸收,现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。 为了减少集热器的热损失,可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料,但这些材料价格较高,一时难以推广应用。 真空管集热器为了减少平板集热器的热损,提高集热温度,国际上70年代研制成功真空集热管,其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内,大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起,即构成真空管集热器,为了增加太阳光的采集量,有的在真空集热管的背部还加装了反光板。真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管,玻璃-U型管真空集热管,玻璃-金属热管真空集热管,直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近,我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集 热管。我国已经建立了拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业,用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上,产品质量达世 界先进水平,产量雄居世界首位。我国自80年代中期开始研制热管真空集热管,经过十几年的努力,攻克了热压封等许多技术难关,建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地,产品质量达到世界先进水平,生产能力居世界首位。真空管平板集热器 它是将单根真空管装配在复合抛物面反射镜的底面,兼有平板和固定式聚光的特点,它能吸收太阳光的直射和80%的散射。 2聚光集热器 聚光集热器通常由聚光器、吸收器和跟踪系统三部分组成。其工作原理是,自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上,并加热吸收器内流动的集热介质,跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置,以保证聚光器的开口面与人射太阳辐射总是互相垂直的。在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光集热器 (线聚焦)。前者可以获得高温,但要进行二维跟踪;后者可以获得中温,只要进行一维跟踪。这两种聚光集热 器在本世纪初就有应用,几十年来进行了许多改进,如提高反射面加工精度,研制高反射材料,开发高可靠性 跟踪机构等,现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求,但由于造价高,限制了它们的广泛应用。2 太阳能热水器基本原理:通过集热,促使管内水温高于水箱水温,热水比冷水轻,形成对流,最终使水箱中的温度达到使用所需的温度。太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。按照流体流动的方式分类,可将太阳能热水器分成三大类:闷晒式、直流式和循环式。 3 太阳能采暖太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水(或热风)采暖系统中的锅炉。被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的,因此它又称为被动式太阳房。 被动式太阳房构造简单,取材方便,造价便宜,无需维修,有自然的 舒适感,特别适合发展中国家的广大农村。主动式太阳房利用集热器产生的热水采暖,结构简单,蓄热器置于室外,室内又是由地板供暖,故不占用室内居住面积是这种系统的一大优点。4 太阳能干燥太阳能干燥按干燥器(或干燥室)获得能量的方式可分为: 集热器型干燥器 温室型干燥器 集热器—温室型干燥器实际中还有集热器与常规能源、集热器与储热装置、集热器与热泵等各种组合式太阳能干燥装置。集热器型干燥器是利用太阳能空气集热器,先把空气加热到预定温度后再送入干燥室,干燥室视干燥物品的类型多种多样,如箱式、窑式、固定床式或流动床式等。 温室型干燥器其温室就是干燥室,它直接接受太阳的辐射能。集热器—温室型干燥器则是上述两种形式的结合。其温室顶部为玻璃盖板,待干燥物品放在温室中的料盘上,它既直接接受太阳辐射加热,又依靠来自空气集热器的热空气加热。 属于光热转化的还有:太阳能海水淡化、太阳能制冷和空调、太阳能热动力发电、太阳坑发电技术、太阳能热推进等。2 光-电转换 原理是根据光电效应,利用太阳能直接转化为电能。应用包括为无电场所提供电池,包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品等。世界上,1941年出现有关硅太阳电池报道,1954年研制成效率达6%的单晶硅太阳电池,1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前,由于太阳电池效率低,售价昂贵,主要应用在空间。70年代以后,对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究,在提高效率和降低成本方面取得较大进展。目前,世界上太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池24%(100px2),多晶硅电池6%(100px2), InGaP/GaAs双结电池30.28%(AM1),非晶硅电池14.5%(初始)、12.8(稳定),碲化镉电池15.8%, 硅带电池14.6%,二氧化钛有机纳米电池10.96%。 我国于1958年开始太阳电池的研究,40多年来取得不少成果。目前,我国太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池20.4%(50px×50px),多晶硅电池14.5%(50px×50px)、12%(250px×250px),GaAs电池 20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge电池19.5%(AM0),CulnSe电池9%(lcm×25px),多晶硅薄膜电池13.6% (lcm×25px,非活性硅衬底),非晶硅电池8.6%(250px×250px)、7.9%(500px×500px)、6.2%(750px×750px), 二氧化钛纳米有机电池10%(25px×25px)。由于各种不同材料制成的太阳电池所吸收的太阳光谱是不同的,因此将不同材料的电池串联起来,就可以充分利用太阳光谱的能量,大大提高太阳电池的效率,因此叠层串联电池的研究已引起世界各国的重视,成为最有前途的太阳电池。太阳电池重量轻,无活动部件,使用安全。单位质量输出功率大,即可作小型电源,又可组合成大型电站。目前其应用已从航天领域走向各行各业,走向千家万户,太阳能汽车,太阳能游艇,太阳能自行车,太阳能飞机都相继问世,它们中有的已进入市场。然而对人类最有吸引力的是所谓太空太阳站。1 太阳空间电站空间电站实际上是利用太阳能发电的卫星,这些卫星表面覆盖有太阳能电池板,能够吸收积聚大量太阳能并将其转化为电能,通过微波束将电能传送回地面。 它是由永远朝向太阳的太阳电池列阵,能把直流电转换成微波能的微波转换站,发射微波束能的列阵天线等三部分组成,通过天线以微波形式向地面输电。在地面上则要建一个面积达几十平方公里的巨型接受系统。空间发电有两大优点:一是可以充分利用太阳能,同时又不会污染环境,二是 不用架设输电线路,可直接向空中的飞船和飞机提供电力,也可向边远的山区、沙漠和孤岛送电。科学家预测,一旦建成空间电站,人类可以不断获得能源,地球能源利用将产生革命性变化。问题:一是空间运输成本问题,按推测,至少空间运输成本要降低99%才有可能;二是能量转换的效率问题。 2 太阳能发电系统 太阳能电源是由太阳能电池发电,经蓄电池贮能,从而给负载供电的一种新型电源,广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、也可为无电山区、村庄、海岛提供电力。 有以下好处:不必拉设电线,不必挖开马路,安装使用方便;一次性投资,可保证二十年不间断供电(蓄电池一般为5年需更换);免维护,无任何污染。太阳能电源可分为直流供电系统和交直流供电系统二种。 我们预计太阳能光伏发电在不久的将来将会占据世界能源消费的重要席位,它的发展不但要替代部分常规能源,而且还将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源的消耗将占总能源消耗比例的30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占有比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源消耗将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源消耗将占总能耗的80%以上,太阳能发电将占到60%以上。以上这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域所占有的重要地位。根据《可再生能源中长期发展规划》报道,到2020年,我国将力争使太阳能发电装机容量达到8GW(百万千瓦),到2050年将达到600GW(百万千瓦)。预计到2050年,我国可再生能源的电力装机将占全国总电力装机容量的25%,其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年,将是我国太阳能光伏产业发展继续迅猛的一个阶段。3 光-化学能转化这种转换技术包括半导体电极产生电而电解水产生氢,利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等形式。太阳能制氢问题解决了,才有真正意义上的氢能利用(包括燃料电池),这将引起时代的变革。正在研究的太阳能制氢。有以下几种方式:1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高(75%-85%),但耗电大,用常规电制氢,从能量利用而言得不偿失。所以,只有当太阳能发电的成本大幅度下降后,才能实现大规模电解水制氢。 2)太阳能热分解水制氢 。将水或水蒸汽加热到3000K以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度,一般不采用这种方法制氢。3)太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温,发展了一种热化学循环制氢方法,即在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K,这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度,其分解水的效率在17.5%-75.5%。存在的主要问题是中间物的还原,即使按99.9%-99. 99%还原,也还要作1%-01%的补充,这将影响氢的价格,并造成环境污染。 4)太阳能光化学分解水制氢 。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性,设计了一套包括光化学、热电反应的综合制氢流程,每小时可产氢97升,效率达10%左右。5)太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年,日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极,而以铂黑作阴极,制成太阳能光电化学电池,在太阳光照射下,阴极产生氢气,阳极产生氧气,两电极用导线连接便有电流通过,即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视,认为是太阳能技术上的一次突破。但是,光电化学电他制氢效率很低,仅0.4%,只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光,且电极易受腐蚀,性能不稳定,所以至今尚未达到实用要求。 6)太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来,科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力,并从络合催化电荷转移反应,提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂,它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结,并通过一系列偶联过程,最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟,研究工作正在继续进行。 7)生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下,经太阳光照射可以放出氢气;十多年前又发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都有光合放氢作用。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计,如藻类光合作用产氢效率提高到10%,则每天每平方米藻类可产氢9克分子,用5万平方公里接受的太阳能,通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。 4 太阳能-生物质能转换 太阳能-机械能转换。 20世纪初,俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代,前苏联物理学家提出,利用在宇宙空间中巨大的太阳帆,在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进,将太阳能直接转换成机械能。科学家估计,在未来10~20年内,太阳帆设想可以实现。通常,太阳能转换为机械能,需要通过中间过程进行间接转换。 5 太阳能利用中的污染太阳能电池在使用过程中确实具有无排放,无噪音,无能耗的清洁能源称号,但当今主流却忽略了太阳能电池光鲜表面背后生产过程中的高污染、高能耗的问题。 一、高污染主要是生产硅过程中带来的四氢化硅污染和其它易燃易爆有毒气体污染和蓄电池带来的污染。现太阳能电池90%为晶体硅电池,其原材料为多晶硅,由金属硅(工业硅)提纯而来,目前国内均采用化学法(改良西门子法):先将金属硅转变为三氯氢硅,再进行分馏和精馏提纯,得到高纯度的三氯氢硅 (具有毒性、腐蚀性和易爆炸) 后,最终由氢气还原而成;这一过程中只有约25%的三氯氢硅传化成多晶硅,其余基本直接排放;而污染最严重的,则是在还原过程中产生的副产品——四氯化硅(一种腐蚀性极强、难以保存的有毒液体,具有急毒性。由于四氯化硅不能自然降解,如果将四氯化硅倾倒或掩埋,水体将会受到严重污染,土地会变成不毛之地)。这还不包括大量氯气等其它易燃易爆有毒气体。 每生产1KW太阳能电池板需耗费10Kg多晶硅,产生80Kg以上四氯化硅。而国内能通过氢化还原闭环工艺循环减小四氯化硅排放的仅有一家;而即使通过氢化还原闭环工艺循环,四氯化硅的排放仍到达50%;四氯化硅虽然也是化工原料,但下游的化工厂消化十分有限。国内绝大多数多晶硅生产厂家的四氯化硅少部分以低价卖给下游厂家,一部分存储,一部分则偷偷掩埋。 这还不包括硅片后期处理的其它辅料。如制绒过程中用到的各种强酸强碱溶液、扩散使用的三氯氧磷、PECVD中使用的硅烷等,这些辅材的消耗不比主材料少。 由于太阳电池具有时效性,只有阳光照射才会产生电能;所以必须用蓄电池在有阳光时蓄电,无阳光时维持供电。而蓄电池又以铅酸蓄电池为主,其污染程度是相当大的。二、高能耗硅石冶炼为金属硅、金属硅提纯为多晶硅、多晶硅片处理需要耗费大量的电能,主要集中在硅石冶炼、多晶硅的铸锭和扩散这几个流程;每生产1KW太阳能电池板需要耗费5800-6000度电(国内平均数)。我们可以这样计算:按平均光照时间4小时/天,太阳能电池是寿命为15至20年(按20年),1KW太阳能电池总的发电量为4x365x20=29200KW• h;与耗掉的6000度电相比,其电能再生比只有87,这还没有算上光照效率以及逆变电源的损耗和控制电路的损耗;远远低于水电和风电。如果再加上超白玻璃、铝合金、钢材、电缆等辅件,其电能再生比是相当低的。更大的问题是现国内生产的太阳能电池板90%以上用于出口,他国享受清洁能源,而我国却饱受能耗和污染之苦。写在最后据有关部门对2050年各种一次能源在世界能源构成中所占的比例预测结果显示,其构成为:石油0,天然气13%,煤20%,核能10%,水电5%,太阳能(含风能、生物质能)50%,其它2%,以太阳能为代表的新能源与可再生能源将在可持续发展中发挥重要作用。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭约占商品能源消费结构的76%,已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的,向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看,太阳能利用技术和装置的大量应用,也必然可以制约矿物能源价格的上涨。参考文献1、百度百科、太阳能干燥技术概况及应用前景张璧光3、太阳能利用与可持续发展姚伟4、太阳能热泵系统简介禚 静5、我国太阳能利用进展陆维德 罗振涛6、我国太阳能资源利用区划王炳忠7、太阳能发电尚无经济可行性葛伟民
总体设计思路:拟屋顶建设低压配电用户侧并网光伏发电项目所发电量接入内供电网络光伏发电自发自用实现光伏新能源电力示范应用保障光伏装机容量及发电量光伏电池板采用固定倾角支架式安装朝向南太阳能电池组件阵列尽量避免建筑物阵列间遮挡并预留维护通道根据客户初步提供用电32度根据佳角度进行太阳能电池组件铺设计算初步铺设太阳能电池组件205W(1580x808x50mm)16块总装机容量28kwp初步设计需要安装面积189平米设计光伏组件安装倾角面设计32度安装式,32度倾角实现单位装机容量全发电量尽量利用屋顶效使用面积获较屋顶发电效率预计发电量:北京市光伏发电示范项目预计平均发电量按32度倾角设计066KWh电网接入案:屋面光伏组件经定数量串联升压通直流防雷汇流装置别接至1台并网逆变器并网逆变器光伏所发直流电逆变与区域内电网同频率同相位交流电经交流配电柜(含防 雷保护、发电量计量等)接入配电间光伏发电路(原配电柜增加光伏路)两相220V低压配电网通交流配电线路给负荷供电实现光伏发电并入商场内部电网北京市光伏发电示范项目工程设计概算包括光伏组件、光伏支架(含基础钢架)、逆变设备、直流配电、交流配电、电缆、工程施工等二、光伏发电原理简介及特点()太阳能利用概况太阳能各种再能源重要基本能源物质能、风能、海洋能、水能等都自太阳能广义说太阳能包含各种再能源太阳能作再能源种则指太阳能直接转化利用通转换装置太阳辐射能转换热能利用属于太阳能热利用技术再利用热能进行发电称太阳能热发电属于技术领域;通转换装置太阳辐射能转换电能利用属于太阳能光发电技术原理图:(二)光伏发电原理太阳能光发电技术通转换装置太阳辐射能转换电能利用技术光电转换装置通利用半导体器件光伏效应原理进行光电转换称太阳能光伏技术光伏特效应简称光伏效应指光照使均匀半导体或半导体与金属组合同部位间产电位差现象(三)光伏系统发电特点- 没转部件产噪音;- 没空气污染、排放废水;- 没燃烧程需要燃料;- 维修保养简单维护费用低;- 运行靠性、稳定性;- 根据需要容易扩发电规模
关于太阳能利用现状的报告
太阳能热发电技术论文
新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。 (1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆,这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。 (2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。 (3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。 (4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。 (5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。 (6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等。 (7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。 Never say 永不气馁!
关于太阳能利用现状的报告
科技小论文:《太阳能的优缺点》太阳能(Solar)一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,并不断向宇宙空间辐射能量,这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应,可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为8x10^23kW的辐射值,其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期,就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代,太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。1、太阳能的优点(1)普遍:太阳光普照大地,无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。 (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 (4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。2、太阳能的缺点(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。(2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。(3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
太阳能 长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。 1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。 俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。 对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深2米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。 在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。 在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。 由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。 在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入5亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产厂,年产量约有5兆瓦(注:1兆瓦(MW)为1000千瓦),工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达3%,比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍,我国太阳能电池平均转换效率不高,其主要原因是专用材料国产化程度低,如封装玻璃就完全依赖进口,低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求,科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。 目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统,至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上,可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司,合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品,并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。 河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿(Piikington)太阳能国际有限公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料,如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液(封装介质)等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物,现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。 太阳能集热管是清华大学的一项专利技术,经清华阳光公司的产业化生产,目前其年产量为世界第一,其产品性能为世界领先,清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置,用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产,目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂,每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管,预计这个项目的经营额再过不久将达到10亿元。
太阳能热发电技术论文怎么写
太阳能发电现在所占比重很小、效率低、器械庞大可以从它目前的瓶颈和关键技术突破入手比较好写比如《太阳能电池板效率提高》或者《比较光伏、光热发电》等等
科技小论文:《太阳能的优缺点》太阳能(Solar)一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,并不断向宇宙空间辐射能量,这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应,可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为8x10^23kW的辐射值,其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期,就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代,太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。1、太阳能的优点(1)普遍:太阳光普照大地,无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。 (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 (4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。2、太阳能的缺点(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。(2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。(3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
总体设计思路:拟屋顶建设低压配电用户侧并网光伏发电项目所发电量接入内供电网络光伏发电自发自用实现光伏新能源电力示范应用保障光伏装机容量及发电量光伏电池板采用固定倾角支架式安装朝向南太阳能电池组件阵列尽量避免建筑物阵列间遮挡并预留维护通道根据客户初步提供用电32度根据佳角度进行太阳能电池组件铺设计算初步铺设太阳能电池组件205W(1580x808x50mm)16块总装机容量28kwp初步设计需要安装面积189平米设计光伏组件安装倾角面设计32度安装式,32度倾角实现单位装机容量全发电量尽量利用屋顶效使用面积获较屋顶发电效率预计发电量:北京市光伏发电示范项目预计平均发电量按32度倾角设计066KWh电网接入案:屋面光伏组件经定数量串联升压通直流防雷汇流装置别接至1台并网逆变器并网逆变器光伏所发直流电逆变与区域内电网同频率同相位交流电经交流配电柜(含防 雷保护、发电量计量等)接入配电间光伏发电路(原配电柜增加光伏路)两相220V低压配电网通交流配电线路给负荷供电实现光伏发电并入商场内部电网北京市光伏发电示范项目工程设计概算包括光伏组件、光伏支架(含基础钢架)、逆变设备、直流配电、交流配电、电缆、工程施工等二、光伏发电原理简介及特点()太阳能利用概况太阳能各种再能源重要基本能源物质能、风能、海洋能、水能等都自太阳能广义说太阳能包含各种再能源太阳能作再能源种则指太阳能直接转化利用通转换装置太阳辐射能转换热能利用属于太阳能热利用技术再利用热能进行发电称太阳能热发电属于技术领域;通转换装置太阳辐射能转换电能利用属于太阳能光发电技术原理图:(二)光伏发电原理太阳能光发电技术通转换装置太阳辐射能转换电能利用技术光电转换装置通利用半导体器件光伏效应原理进行光电转换称太阳能光伏技术光伏特效应简称光伏效应指光照使均匀半导体或半导体与金属组合同部位间产电位差现象(三)光伏系统发电特点- 没转部件产噪音;- 没空气污染、排放废水;- 没燃烧程需要燃料;- 维修保养简单维护费用低;- 运行靠性、稳定性;- 根据需要容易扩发电规模
太阳能热发电投稿
@2楼:可以投renewableenergy.energy.appliedenergy.solarenergy等能源类期刊这些期刊都是top期刊,有木有简单的三区、四区拉美非发达国家的易中刊物呢?求推荐
@4楼:其实这些期刊也没那么难投的,只要你文章没有太大漏洞,修改后很容易中的谢谢。这些期刊身边有伙伴儿中的。自己只是中了几篇EI学报,总感觉这些top期刊略难的赶脚
刚开始投稿是可以试一下的
@8楼:建议从上往下投稿,只要送审了就会有收获。说不定就中了呢恩恩,总觉得从下往上更稳妥
太阳能发电技术论文
太阳能 长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。 1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。 俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。 对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深2米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。 在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。 在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。 由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。 在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入5亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产厂,年产量约有5兆瓦(注:1兆瓦(MW)为1000千瓦),工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达3%,比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍,我国太阳能电池平均转换效率不高,其主要原因是专用材料国产化程度低,如封装玻璃就完全依赖进口,低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求,科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。 目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统,至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上,可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司,合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品,并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。 河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿(Piikington)太阳能国际有限公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料,如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液(封装介质)等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物,现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。 太阳能集热管是清华大学的一项专利技术,经清华阳光公司的产业化生产,目前其年产量为世界第一,其产品性能为世界领先,清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置,用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产,目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂,每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管,预计这个项目的经营额再过不久将达到10亿元。
是有的,你自己来拿吧,行不
光伏发电我明白,这个我了解好比