太阳能热利用概论课件.ppt

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1、专业核心课程，专业核心课程，64学时，学时，4学分学分太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统使用教材：使用教材： 何道清等何道清等. .太阳能光伏发电系统原理与应用技术太阳能光伏发电系统原理与应用技术. 2012. 2012. 参考书籍：参考书籍： 1.1.杨金焕杨金焕. .太阳能光伏发电应用技术太阳能光伏发电应用技术. .北京：电子工业出版北京：电子工业出版社，社，2009.2009. 2. 2.周志敏、纪爱华周志敏、纪爱华. .太阳能光伏发电系统设计与应用实例太阳能光伏发电系统设计与应用实例. .北京：北京： 电子工业出版社，电子工业出版社， 2010.2010. 3. 3.谢建、马永刚谢建

2、、马永刚. .太阳能光伏发电工程实用技术太阳能光伏发电工程实用技术. .北京：化北京：化学工业出版社学工业出版社 2010.2010. 4. 4.沈辉、曾祖勤沈辉、曾祖勤. .太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术. .北京：化学工业出北京：化学工业出版社，版社，2004.2004. 5. 5.王长贵、王斯成王长贵、王斯成. .太阳能光伏发电实用技术太阳能光伏发电实用技术. . 北京：化学北京：化学工业出版社，工业出版社，2010.2010. 6. 6.太阳能光伏发电技术相关网站太阳能光伏发电技术相关网站太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统教学内容和重点：教学内容和重点： 太阳及太阳能；太阳及太

3、阳能； 太阳能电池原理、特性、制作方法、使用和维太阳能电池原理、特性、制作方法、使用和维护；护； 蓄电池的原理、特性、蓄电池的原理、特性、安装、使用和维护安装、使用和维护； 控制器的原理、结构、功能、操作调试方法；控制器的原理、结构、功能、操作调试方法； 逆变器的原理、结构、功能、操作调试方法；逆变器的原理、结构、功能、操作调试方法； 光伏发电系统的光伏发电系统的组成、设计、安装调试及运行组成、设计、安装调试及运行维护；维护； 实验实验/实训。实训。考核方法（参考）：考核方法（参考）： 课程成绩课程成绩=平时平时(20%)+期末考试期末考试(80%)。第第1 1章章 太阳能光伏发电系统概论太阳

4、能光伏发电系统概论 国务院常务会议审议并原则通过国务院常务会议审议并原则通过国务院关于加快培育和发展战略国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定性新兴产业的决定，七个产业被纳入战略性新兴产业规划。，七个产业被纳入战略性新兴产业规划。(2010.9.8)(2010.9.8)n节能环保产业：为节约资源、保护环境提供技术、装备和服务保障节能环保产业：为节约资源、保护环境提供技术、装备和服务保障的产业；的产业；n高端装备制造产业：包括我国高速铁路等技术等；高端装备制造产业：包括我国高速铁路等技术等；n生物产业：包括生物医药和生物农业等；生物产业：包括生物医药和生物农业等；n新材料产业：包括以纳米材

5、料为代表的新材料的应用等新材料产业：包括以纳米材料为代表的新材料的应用等n新能源汽车：包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车新能源汽车：包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和和太阳能汽车太阳能汽车等；等；n新能源产业：新能源产业：太阳能太阳能、地热能、地热能、风能风能、海洋能、生物质能和核聚变、海洋能、生物质能和核聚变能等的发现和应用；能等的发现和应用；n新一代信息技术产业：互联网、云计算为技术基础的一些新兴平台。新一代信息技术产业：互联网、云计算为技术基础的一些新兴平台。第第1 1章章 太阳能光伏发电系统概论太阳能光伏发电系统概论太阳能光伏发电系统：太阳能光伏发电系统： 太

6、阳太阳太阳能太阳能太阳能电池太阳能电池蓄电池蓄电池控制器控制器逆变器逆变器光伏发电系统光伏发电系统 + + 风光互补发电系统风光互补发电系统1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义1.1.11.1.1世界能源危机日益加剧世界能源危机日益加剧 能源需求量日益增加，化石能源的储量有限能源需求量日益增加，化石能源的储量有限能源危机能源危机 中国及世界主要常规能源储量预测中国及世界主要常规能源储量预测 1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义1.1.2 1.1.2 自然生态环境日趋恶化自然生态环境日趋恶化 能源消耗增加能源消耗增加自然生态破坏、人造气体增

7、加自然生态破坏、人造气体增加环境恶环境恶化（吸收化（吸收7 71313 m m辐射能辐射能，阻碍，阻碍地球地球能量的正常逃逸能量的正常逃逸 ）。）。 温室效应温室效应 图图1-1 当地球和太阳都被视为黑体时，地球吸收和向外辐射的光谱能譜分布当地球和太阳都被视为黑体时，地球吸收和向外辐射的光谱能譜分布（图中两条曲线的峰值已被归一化处理，并且水平轴坐标尺度是对数尺度）（图中两条曲线的峰值已被归一化处理，并且水平轴坐标尺度是对数尺度） 1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意

8、义太阳能光伏发电的重要意义1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义1.1.3 1.1.3 常规电网的局限性常规电网的局限性 电网输电到边远地区困难；电网输电到边远地区困难； 电力供应不足；电力供应不足；1.1 1.1 太阳能光伏发电的重要意义太阳能光伏发电的重要意义寻求新能源寻求新能源太阳能利用的主要形式太阳能利用的主要形式 1.2 1.2 太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电原理及特点1.2.1 太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电原理 太阳能电池就是一块大面积的太阳能电池就是一块大面积的p-n结结 ，基于基于光生伏特效光生伏特效应应 ，将，将光能光能转化为转化为电能电

9、能。转换效率。转换效率15%左右。左右。图图1-2 太阳能电池的发电原理和结构太阳能电池的发电原理和结构1-栅线电极；栅线电极；2-减反射膜；减反射膜；3-扩散区；扩散区；4-基区；基区；5-底电极底电极1.2 1.2 太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电原理及特点1.2.2 太阳能光伏发电的特点太阳能光伏发电的特点 1.优点：优点： （1）太阳能资源取之不尽，用之不竭；）太阳能资源取之不尽，用之不竭； （2）太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输）太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。 （3）光

10、伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电）光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。 （4）光伏发电本身不使用燃料，绿色、环保；）光伏发电本身不使用燃料，绿色、环保； （5）光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的）光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上；光伏荒漠戈壁上；光伏-建筑一体化发电系统，不需要单独占建筑一体化发电系统，不需要单独占地，节省土地资源；地，节省土地资源； 1.2 1.2 太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电原理及特点1.2.2 太阳能光伏发电的特点

11、太阳能光伏发电的特点 1.优点：优点： （6）光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行）光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。稳定可靠。 （7）光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长（）光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长（30年以上）年以上） （8）太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于）太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装。运输和安装。 太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性永久性、清洁性清洁性和和灵活性灵活性三大优点。三大优点。 1.2 1.2 太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电原理及特

12、点1.2.2 太阳能光伏发电的特点太阳能光伏发电的特点 2.缺点缺点 （1）能量密度低（）能量密度低（1kW/m2 ）；）； （2）占地面积大。）占地面积大。 （3）转换效率低，晶体硅光伏电池为）转换效率低，晶体硅光伏电池为13%17%，非晶，非晶硅光伏电池只有硅光伏电池只有68%； （4）间歇性工作；）间歇性工作； （5）受气候环境因素影响大；）受气候环境因素影响大； （6）地域依赖性强；）地域依赖性强； （7）系统成本高，太阳能电池组件）系统成本高，太阳能电池组件2美元美元/W； （8）晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗。）晶体硅电池的制造过程高污染、高能耗。 1.3 1.3 光伏发电系统

13、的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统的组成 1.独立太阳能光伏系统的构成独立太阳能光伏系统的构成 图图1-3 独立太阳能光伏系统构成独立太阳能光伏系统构成1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用 独立光伏发电系统目前面临以下三个问题：独立光伏发电系统目前面临以下三个问题： （1）能量密度和整体利用效率较低，前期投资较大；）能量密度和整体利用效率较低，前期投资较大； （2）独立发电系统的储能装置）独立发电系统的储能装置-铅酸蓄电池初始成本高铅酸蓄电池初始成本高（占（占25%左右），运行成本也大；左右），运行成本也大；

14、（3）供电稳定性、可靠性差供电稳定性、可靠性差 。 图图1-4 户用光伏发电系统户用光伏发电系统1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统的组成 2.并网太阳能光伏发电系统并网太阳能光伏发电系统 图图1-5 并网型太阳能光伏发电系统工作原理并网型太阳能光伏发电系统工作原理1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统的组成 2.并网太阳能光伏发电系统并网太阳能光伏发电系统 图图1-5 并网型太阳能光伏发电系统并网型太阳能光伏发电系统1.3 1.3

15、光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统的组成 2.并网太阳能光伏发电系统并网太阳能光伏发电系统 图图1-5 并网型太阳能光伏发电系统并网型太阳能光伏发电系统3 光伏水泵系统1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用1.3.2太阳能光伏发电技术的应用与发展历程太阳能光伏发电技术的应用与发展历程 1. 太阳能光伏发展的历程太阳能光伏发展的历程 光伏效应（贝克雷尔，光伏效应（贝克雷尔，18

16、39）Se光伏效应（光伏效应（1877）硅太阳电池（贝尔实验室，硅太阳电池（贝尔实验室，1945）单晶硅太阳电池（贝单晶硅太阳电池（贝尔实验室，光电转换尔实验室，光电转换6%，1954）能源危机，光伏计划能源危机，光伏计划（1974）成本降低，实际应用。成本降低，实际应用。 中国中国1975年起步，发展迅速，年起步，发展迅速，国务院关于加快培育和国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定发展战略性新兴产业的决定将将新能源产业：新能源产业：太阳能、地太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等的发展和应热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等的发展和应用纳入七个战略性新兴产业规划中（用纳

17、入七个战略性新兴产业规划中（2010.9.8）。）。 2.国际太阳能光伏发电技术的发展历程国际太阳能光伏发电技术的发展历程 光伏效应（光伏效应（1839年年 ）硅太阳能电池（硅太阳能电池（1954年）年） 光伏光伏发电技术及其应用。发电技术及其应用。 能源危机是世界性问题；能源危机是世界性问题； 阳光计划，全球开发太阳能；阳光计划，全球开发太阳能； 光伏厂商光伏厂商4600余家；余家； 美国美国“国家光伏计划国家光伏计划”，太阳能路灯每盏年节电，太阳能路灯每盏年节电800 kW h ； 日本计划普及太阳能住宅发电系统，建筑日本计划普及太阳能住宅发电系统，建筑-光伏光伏(BIPV)一体化；一体化

18、； 欧洲欧洲“尤里卡尤里卡”计划，推出计划，推出“10万套工程计划万套工程计划”； 全球太阳能产业年增幅全球太阳能产业年增幅15%。1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用 3.我国光伏发电产业的发展历程我国光伏发电产业的发展历程 1959年研制成功第一个太阳能电池。年研制成功第一个太阳能电池。1971年年3月首次应用月首次应用于我国第二颗人造卫星。于我国第二颗人造卫星。1973年开始在地面应用太阳能电年开始在地面应用太阳能电池，池，1979年开始生产单晶硅太阳能电池。年开始生产单晶硅太阳能电池。20世纪世纪80年代中、年代中、后期，引进国外太阳能电池生产线或关键设备，

19、初步形成后期，引进国外太阳能电池生产线或关键设备，初步形成生产能力达到生产能力达到4.5MW的太阳能光伏产业。的太阳能光伏产业。20世纪世纪90年代年代中、后期，光伏发电产业进入稳步发展时期，中、后期，光伏发电产业进入稳步发展时期，2010年，我年，我国太阳能电池产量达国太阳能电池产量达5635MW，占全球的，占全球的40以上。以上。 1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用 3.我国光伏发电产业的发展历程我国光伏发电产业的发展历程 2002年启动西部省区无电通电计划（风能、光能利用）年启动西部省区无电通电计划（风能、光能利用） 2003年年“光明工程光明工程”，筹资，

20、筹资100亿推进光伏技术应用；亿推进光伏技术应用； 单晶硅市场份额占世界单晶硅市场份额占世界25%； 光伏产业年增幅光伏产业年增幅30%； 光伏产能：光伏产能：139MW(2005)400MW(2006)1180MW(2007)5635MW（2010）占全球的占全球的40以上。以上。 太阳能电池价格：太阳能电池价格：40元元/W(2000)33元元/W(2003)27元元/W(2004)12元元/W(目前目前)； 太阳能电价：太阳能电价：35元元/kW h 1元元/ kW h (2011.8）1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用 3.我国光伏发电产业的发展历程我国光

21、伏发电产业的发展历程 2011年年8月月1日，国家发改委公布日，国家发改委公布关于完善太阳能光伏发电上网电关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知价政策的通知，统一太阳能光伏发电上网电价：，统一太阳能光伏发电上网电价：2011年年7月月1日前核准日前核准建设、建设、2011年底建成投产、国家发改委善未核定价格的太阳能光伏发电年底建成投产、国家发改委善未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价为项目，上网电价为1.15元元/ kW h（含税，下同）（含税，下同）；2011年年7月月1日及以后日及以后核准建设的太阳能光伏发电项目，以及核准建设的太阳能光伏发电项目，以及2011年年7月月1日前核准但截

22、至日前核准但截至2011年底仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏仍执行年底仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏仍执行1.15元元/ kW h的上网电价外，其余省（区、市）按的上网电价外，其余省（区、市）按1.0元元/ kW h执行。而且，今后还将执行。而且，今后还将根据投资成本变化和技术进步情况等因素适时调整光伏发电上网电价。根据投资成本变化和技术进步情况等因素适时调整光伏发电上网电价。 其它发电行业上网参考电价：火电其它发电行业上网参考电价：火电0.4元元/kW h；水电；水电0.16120.39元元/ kW h ；风电按四类风能资源区分类，相应的上网电价分别为；风电按四类风能资源区

23、分类，相应的上网电价分别为0.51元元/ kW h、0.54元元/ kW h、0.58元元/ kW h和和0.61元元/ kW h。 1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用太阳能发电发展历程太阳能发电发展历程年代年代成就成就18001800 发现光伏效应发现光伏效应18761876 硒的光伏效应研究硒的光伏效应研究19041904 CuCu、CuCu2 2O O 对光的敏感性研究对光的敏感性研究19401940 PN PN 结理论的研究结理论的研究19541954 单晶硅太阳能电池发明（美国贝尔实验室）单晶硅太阳能电池发明（美国贝尔实验室）19551955 CdSCd

24、S太阳能电池发明太阳能电池发明19561956 GaAsGaAs太阳能电池发明太阳能电池发明19581958 在先驱者在先驱者1 1号通信卫星上应用太阳能电池号通信卫星上应用太阳能电池19721972 美国制订新能源开发计划美国制订新能源开发计划19741974 日本制订太阳能发电发展的日本制订太阳能发电发展的“阳光计划阳光计划”19761976 非晶硅太阳能电池的发明非晶硅太阳能电池的发明19841984 美国美国 7MW 7MW 太阳能发电站建成太阳能发电站建成19851985 日本日本 1MW 1MW 太阳能发电站建成太阳能发电站建成19911991 制定再生新能源发电与公共电力网并网法

25、规（德国）制定再生新能源发电与公共电力网并网法规（德国）19921992 制定逆潮流供电与公共网并网法规（日本）制定逆潮流供电与公共网并网法规（日本）19941994 住宅用太阳光发电系统技术规程（日本）住宅用太阳光发电系统技术规程（日本）20032003 RPSRPS法（新能源法案）（日本）法（新能源法案）（日本）太阳能发电的过去、现在和未来太阳能发电的过去、现在和未来 一、一、2020世纪世纪7070年代年代：开发初期：开发初期 太阳能电池发电技术开发初期的太阳能电池发电技术开发初期的2020世纪世纪7070年代，太阳能电池的价格昂贵年代，太阳能电池的价格昂贵（15001500美元美元/

26、/瓦），只能用于人造卫星、差转电台、海岛灯塔等场所。瓦），只能用于人造卫星、差转电台、海岛灯塔等场所。 二、二、2020世纪世纪8080年代年代2020世纪世纪9090年代年代：小容量太阳能电池的广泛应用：小容量太阳能电池的广泛应用 太阳能电池主要应用在手表、计数器、照明（路灯、庭院灯）、交通标志和太阳能电池主要应用在手表、计数器、照明（路灯、庭院灯）、交通标志和防灾电源上。虽然太阳能电池的价格不断降低，但仍然比较贵，还不能应用于防灾电源上。虽然太阳能电池的价格不断降低，但仍然比较贵，还不能应用于民用电器。民用电器。 三、太阳能发电的高速发展和大容量应用阶段三、太阳能发电的高速发展和大容量应用

27、阶段 随着世界各国制订光伏发展计划、大量研究经费的投入、财政补贴、免税等随着世界各国制订光伏发展计划、大量研究经费的投入、财政补贴、免税等优惠政策鼓励下，优惠政策鼓励下，2020多年来，太阳能光伏发电技术得到了迅猛发展。太阳能电多年来，太阳能光伏发电技术得到了迅猛发展。太阳能电池价格已降低至池价格已降低至5 56 6美元美元/ /瓦，大容量的应用成为可能。瓦，大容量的应用成为可能。 比较典型的太阳能发电系统如西藏双湖比较典型的太阳能发电系统如西藏双湖25KW25KW光伏电站、丽江光伏电站。光伏电站、丽江光伏电站。 将太阳能电池板作为屋顶或贴于朝南的墙面上，使建筑与太阳能发电一体化，将太阳能电池

28、板作为屋顶或贴于朝南的墙面上，使建筑与太阳能发电一体化，为大楼的照明、空调、电梯供电，并与市电并网。为大楼的照明、空调、电梯供电，并与市电并网。 四、太阳能发电系统的未来四、太阳能发电系统的未来：建在太空的超级太阳能发电站：建在太空的超级太阳能发电站 在太空建立巨大的太阳能发电站，把产生的电力变换成微波后传输到地面。在太空建立巨大的太阳能发电站，把产生的电力变换成微波后传输到地面。 美国美国“百万屋顶计划百万屋顶计划” 美国在美国在19971997年年6 6月宣布了太阳能月宣布了太阳能“百万屋顶计划百万屋顶计划”（Million Solar Roofs Million Solar Roofs

29、InitiativeInitiative），准备在），准备在20102010年以前，在年以前，在100100万座建筑物上安装太阳能系统，主要是万座建筑物上安装太阳能系统，主要是太阳能光伏发电系统和太阳能热利用系统。太阳能光伏发电系统和太阳能热利用系统。 如果如果“百万屋顶计划百万屋顶计划”顺利实现，到顺利实现，到 2010 2010 年年 COCO2 2 年排放量可减少年排放量可减少 300 300 万吨。美国万吨。美国太阳能光伏发电与热利用技术比较成熟，开始进入大规模生产阶段。两大太阳能电池公太阳能光伏发电与热利用技术比较成熟，开始进入大规模生产阶段。两大太阳能电池公司年生产能力分别达到司年

30、生产能力分别达到 5MW 5MW 和和10MW10MW，整个美国光伏发电产品的年销售量达到，整个美国光伏发电产品的年销售量达到100MW100MW以上。以上。 美国政府极为重视对太阳能的开发和利用。投入巨额资金用于该领域的科研开发，美国政府极为重视对太阳能的开发和利用。投入巨额资金用于该领域的科研开发，同时在政策上给予倾斜。同时在政策上给予倾斜。 目前目前“百万屋顶计划百万屋顶计划”已经在美国某些地区大力发展起来。在夏威夷，由于自然条已经在美国某些地区大力发展起来。在夏威夷，由于自然条件优越，太阳能已经成为当地能源供给的主要形式和经济发展的重要组成部分。件优越，太阳能已经成为当地能源供给的主要

31、形式和经济发展的重要组成部分。日本日本“阳光计划阳光计划” 日本的光伏发电发展阶段日本的光伏发电发展阶段 1. 1. 第一次石油危机后，日本通产省于第一次石油危机后，日本通产省于19741974年制订了以发展太阳能为主的可再生能源年制订了以发展太阳能为主的可再生能源代替石油的技术研究开发中长期规划，即代替石油的技术研究开发中长期规划，即“阳光计划阳光计划”。初期，太阳能电池用于家用计。初期，太阳能电池用于家用计算器、灯标和孤岛柴油发电的补充能源。之后成立了新能源生产技术综合管理机构，加算器、灯标和孤岛柴油发电的补充能源。之后成立了新能源生产技术综合管理机构，加大资金投入，加速了光伏发电的产业化

32、发展步伐。大资金投入，加速了光伏发电的产业化发展步伐。 2. 19882. 198819941994年，随着社会环保意识的提高，以及电力公司独立电源示范工程成功年，随着社会环保意识的提高，以及电力公司独立电源示范工程成功的基础上，太阳能光伏项目扩大到公园、学校、医院、展览馆等公共示范工程以及民用的基础上，太阳能光伏项目扩大到公园、学校、医院、展览馆等公共示范工程以及民用示范工程。示范工程。 3. 1993 3. 1993 年制订的年制订的“阳光计划阳光计划”，仍然把光伏发电作为重点项目，光电技术已达到，仍然把光伏发电作为重点项目，光电技术已达到普遍应用水平。售价过高是影响推广应用的关键因素，降

33、低光电器件成本和高效率材料普遍应用水平。售价过高是影响推广应用的关键因素，降低光电器件成本和高效率材料的开发是重要发展方向。从的开发是重要发展方向。从19941994年，日本实施住宅光电系统的优惠政策，对每户居民住年，日本实施住宅光电系统的优惠政策，对每户居民住宅光电系统提供宅光电系统提供 的政策补贴，极大地促进了住宅用光电项目的推广。的政策补贴，极大地促进了住宅用光电项目的推广。 日本光伏产业快速发展的主要经验：基本国策，常抓不懈；资金投入，政策优惠。日本光伏产业快速发展的主要经验：基本国策，常抓不懈；资金投入，政策优惠。德国德国“10万屋顶发电计划万屋顶发电计划” 德国在德国在 2003

34、2003 年完成年完成“1010万屋顶发电计划万屋顶发电计划”，2000 2000 年颁布可再生能年颁布可再生能源法，源法，20032003年又公布了可再生能源促进法，引发了德国光伏发展的新一轮年又公布了可再生能源促进法，引发了德国光伏发展的新一轮高峰。高峰。2004 2004 年德国光伏发电总量达到年德国光伏发电总量达到 6 610105 5GWhGWh，可再生能源发电占，可再生能源发电占 9.39.3。 德国政府在推广光伏发电方面采取了一系列有力的举措，主要包括银德国政府在推广光伏发电方面采取了一系列有力的举措，主要包括银行贷款和上网电价补贴等。行贷款和上网电价补贴等。 在德国，若在自家屋

35、顶上安装了一套光伏发电设备，相当于一个小型在德国，若在自家屋顶上安装了一套光伏发电设备，相当于一个小型发电厂，发出的电能输送到公共电网，国家最高给予发电厂，发出的电能输送到公共电网，国家最高给予57.4 cent/kWh57.4 cent/kWh的补的补贴，可以获得较高的经济回报。因此，德国光伏产业已经成为一个非常活贴，可以获得较高的经济回报。因此，德国光伏产业已经成为一个非常活跃的经济产业。跃的经济产业。 20042004年，德国光伏安装总量超过日本，走在世界的前列。年，德国光伏安装总量超过日本，走在世界的前列。中国中国“光明工程计划光明工程计划” 我国在太阳能光热利用方面处于世界先进行列，

36、是最大的太阳能热水器生产国我国在太阳能光热利用方面处于世界先进行列，是最大的太阳能热水器生产国和消费市场。和消费市场。 在太阳能光伏发电研究和产业发展方面奋起直追，取得了较大进展。在太阳能光伏发电研究和产业发展方面奋起直追，取得了较大进展。20042004年在年在该领域的产业规模上超过印度，成为亚洲处于前列的光伏电池生产国家。该领域的产业规模上超过印度，成为亚洲处于前列的光伏电池生产国家。 20052005年通过年通过中华人民共和国可再生能源法中华人民共和国可再生能源法，于，于20062006年年1 1月月1 1日起正式实施。日起正式实施。 我国光伏发电的发展历程：我国光伏发电的发展历程： 1

37、958 1958 年开始研制太阳能电池，年开始研制太阳能电池，19591959年第一个有实用价值的太阳能电池诞生。年第一个有实用价值的太阳能电池诞生。 1971 1971 年年 3 3 月，太阳能电池首次应用于我国第二颗人造卫星。月，太阳能电池首次应用于我国第二颗人造卫星。 1973 1973 年，太阳能电池首次应用于天津港的浮标灯上。年，太阳能电池首次应用于天津港的浮标灯上。 1979 1979 年，用半导体工业积压单晶片生产单晶硅电池。年，用半导体工业积压单晶片生产单晶硅电池。 20 20 世纪世纪 80 80 年代后期，引进国外关键设备、生产线和技术，太阳能电池生产能年代后期，引进国外关

38、键设备、生产线和技术，太阳能电池生产能力达到力达到 4.5MW4.5MW，太阳能电池制造产业初步形成。，太阳能电池制造产业初步形成。 4.太阳能光伏发电的应用太阳能光伏发电的应用 （1）消费性电子产品，如非晶硅太阳能电池供电的计算）消费性电子产品，如非晶硅太阳能电池供电的计算器、太阳能钟表、太阳能照明灯具、太阳能收音机、电视器、太阳能钟表、太阳能照明灯具、太阳能收音机、电视机等，这类产品约占世界光伏产品销售量的机等，这类产品约占世界光伏产品销售量的14%。 （2）远离电网居民供电系统，包括家庭分散供电和独立）远离电网居民供电系统，包括家庭分散供电和独立太阳能光伏电站的集中供电，占世界光伏产品销

39、量的太阳能光伏电站的集中供电，占世界光伏产品销量的35%。 （3）离网工业供电系统，占世界光伏产品销量的）离网工业供电系统，占世界光伏产品销量的33%。 （4）并网太阳能光伏发电系统，占世界光伏产品销售量）并网太阳能光伏发电系统，占世界光伏产品销售量的的181.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用太阳能利用太阳能利用1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用太阳能利用太阳能利用BIPV一体一体1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用全球单体最大太阳能建筑并网发电全球单体最大太阳能建筑并网发电全球单体最大太阳能建筑并网发电全球

40、单体最大太阳能建筑并网发电 全球最大的光伏建筑一体化低能耗生态建筑全球最大的光伏建筑一体化低能耗生态建筑尚德光伏研发中心大楼竣工。这尚德光伏研发中心大楼竣工。这里将成为尚德公司国家级企业（集团）技术中心的研发基地。里将成为尚德公司国家级企业（集团）技术中心的研发基地。 尚德光伏研发中心大楼总投资约尚德光伏研发中心大楼总投资约2 2亿元，该幢建筑地上亿元，该幢建筑地上7 7层，幕墙总高度层，幕墙总高度3737米，总米，总面积约面积约1.81.8万平方米，万平方米，PVPV幕墙面积幕墙面积69006900平米，是全球最大的光电幕墙。整个工程设平米，是全球最大的光电幕墙。整个工程设计容量为计容量为1

41、 1兆瓦，预计全年发电量将达到兆瓦，预计全年发电量将达到7070万千瓦时，预计将为整体建筑提供万千瓦时，预计将为整体建筑提供8080耗电。耗电。 以最低使用寿命以最低使用寿命2525年计算，共可产生电量年计算，共可产生电量1737.51737.5万千瓦时，预计每年可以替代标万千瓦时，预计每年可以替代标准煤准煤240240吨，减排吨，减排432432吨，吨，2525年共替代标煤年共替代标煤60006000吨。吨。 无锡尚德太阳能电力有限公司成立于无锡尚德太阳能电力有限公司成立于20012001年年1 1月，是一家集研发、生产、销售为月，是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业，主要从事晶

42、体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏一体的高新技术光伏企业，主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。经过短短几年跨越式、超常规的大发展，应用产品的研究、制造、销售和售后服务。经过短短几年跨越式、超常规的大发展，尚德公司的产品技术和质量水平已完全达到国际光伏行业先进水平，位列世界光伏尚德公司的产品技术和质量水平已完全达到国际光伏行业先进水平，位列世界光伏企业前三强，在太阳能组件制造方面已位居世界首位。企业前三强，在太阳能组件制造方面已位居世界首位。人民网2009年1月8日 1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用BIPV B

43、IPV 应用案例应用案例为了迎接为了迎接20062006年世界杯，改建年世界杯，改建的柏林火车站，的柏林火车站，光电屋顶做在两光电屋顶做在两个弧形部分，深个弧形部分，深色部分就是光电色部分就是光电池。总面积池。总面积33113311平方米，总装机平方米，总装机容量容量325kwp 325kwp 柏林火车站内部效果，光伏发电与自然采光融合一体柏林火车站内部效果，光伏发电与自然采光融合一体BIPV BIPV 应用案例应用案例美国美国stillwellstillwell地铁站光电屋面工程总面积地铁站光电屋面工程总面积76,000 76,000 平方英尺；平方英尺；其中光电板使用面积为其中光电板使用面

44、积为5050，000000平方英尺。发电峰值功率为平方英尺。发电峰值功率为250250； 非晶硅电池板块规格非晶硅电池板块规格：a-Si40W。 BIPV BIPV 应用案例应用案例stillwellstillwell地铁站施工过程中导线布置图地铁站施工过程中导线布置图 BIPV BIPV 应用案例应用案例日本日本SanyoSanyo太阳光电公太阳光电公司运用简单司运用简单的建筑意象的建筑意象设计，以圣设计，以圣经上的诺经上的诺亚方舟神亚方舟神话，完美的话，完美的表达太阳光表达太阳光发电于能源发电于能源秏竭危机中秏竭危机中所扮演的任所扮演的任务及角色。务及角色。BIPV BIPV 应用案例应用

45、案例PVPV系统容量：系统容量：220 kW220 kW，设置于办公大楼屋顶与朝南墙面，设置于办公大楼屋顶与朝南墙面逆变器：逆变器：22 22 个个 10 kW 10 kW 市电并联型逆变器市电并联型逆变器 （资料来源：（资料来源： Kyocera Kyocera 公司公司PVPV发电系统简介数据）发电系统简介数据）BIPV BIPV 应用案例应用案例德国奥迪物流中心德国奥迪物流中心 400 m 16.4KW 400 m 16.4KW 非晶硅光电幕墙非晶硅光电幕墙BIPV BIPV 应用案例应用案例光伏屋顶和遮阳系统光伏屋顶和遮阳系统BIPV BIPV 应用案例应用案例别墅中的光伏屋顶别墅中的

46、光伏屋顶BIPV BIPV 应用案例应用案例应用实例应用实例太阳能路灯太阳能路灯太阳能广告牌太阳能广告牌太阳能交通灯太阳能车站太阳能车站太阳能电话机太阳能电话机太阳能拖车太阳能高尔夫球车太阳能高尔夫球车太阳能快艇太阳能快艇太阳能飞机太阳能飞机徐州光伏电站徐州光伏电站徐州光伏电站徐州光伏电站徐州光伏电站徐州光伏电站德国巴伐利亚太阳公园德国巴伐利亚太阳公园6.3MW6.3MW太阳能发电站太阳能发电站 美国美国TucsonTucson地区地区4.59MW4.59MW太阳能电站太阳能电站 “零零”能耗建筑能耗建筑深圳园博会屋顶太阳能电源深圳园博会屋顶太阳能电源太阳能太阳能热力热力发电发电 太阳能热发电

47、是利用太阳能热发电是利用集热器集热器将太阳辐射能转换成将太阳辐射能转换成热能热能并通并通过过热力循环热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。目前主要热力目前主要热力发电装置：发电装置：槽式槽式塔式塔式碟（盘）式碟（盘）式1 1 槽式太阳能热电系统槽式太阳能热电系统 抛物柱面抛物柱面槽式反射器槽式反射器将阳光聚焦到管状的接收器上，将管将阳光聚焦到管状的接收器上，将管内的传热工质加热，产生高温水蒸气，推动汽轮发电机发电。内的传热工质加热，产生高温水蒸气，推动汽轮发电机发电。图9 槽式太阳能热电系统原理图槽式太阳能热电厂槽式太阳能热电厂 产能产能646

48、4兆瓦，可为兆瓦，可为1400014000个家庭提供足够的个家庭提供足够的电能。电能。 由西班牙阿希奥纳由西班牙阿希奥纳集团负责建造，占地面集团负责建造，占地面积积250250英亩，拥有英亩，拥有18.218.2万万块凹面镜。块凹面镜。 图10 “内华达太阳能一号”槽式太阳能热电厂，位于美国内华达州柏德市。槽式太阳能热电厂槽式太阳能热电厂图11 加利福尼亚州KramerJunctionSEGSIII太阳能热发电项目 2 2 塔式太阳能热电系统塔式太阳能热电系统 塔式太阳能热发电系统的基本型式是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，用以产生高温，进而产生水蒸气或高

49、温气体，推动汽轮发电机发电。图12 塔式太阳能热电系统原理塔式太阳能热电厂塔式太阳能热电厂塔式太阳能热电厂塔式太阳能热电厂 2009年4月，西班牙在安达卢西亚（Andalucian）沙漠中建成当时全球最大太阳能电站。3 3 碟（盘）式太阳能热电系统碟（盘）式太阳能热电系统 碟式系统由许多镜子组成的碟式系统由许多镜子组成的抛物面反射镜抛物面反射镜组成，接收器在组成，接收器在抛物面的抛物面的焦点焦点上，通过加热接收器内的传热工质，驱动电机发上，通过加热接收器内的传热工质，驱动电机发电。电。图14 碟式太阳能热电系统原理碟式太阳能热电装置碟式太阳能热电装置碟式太阳能热电装置碟式太阳能热电装置三种发电

50、装置比较三种发电装置比较1.3 1.3 光伏发电系统的组成与应用光伏发电系统的组成与应用 5.太阳能光伏发电技术的发展趋势太阳能光伏发电技术的发展趋势 开发新能源和可再生清洁能源，是开发新能源和可再生清洁能源，是21世纪世界经济发展世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五项技术领域之一。中最具有决定性影响的五项技术领域之一。 太阳能光伏发电远期将大规模应用，近期可解决特殊应太阳能光伏发电远期将大规模应用，近期可解决特殊应用领域的需要。用领域的需要。 5.太阳能光伏发电技术的发展趋势太阳能光伏发电技术的发展趋势 最新研究动态最新研究动态 （1）最新式太阳能采集装置）最新式太阳能采集装置氦气球氦气球