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浅谈太阳能发电技术及其在我国的应用发展

太阳能发电

科技信息。电力与能源o2009年第17期

浅谈太阳能发电技术及其在我国的应用发展

郝丽1陈超2崔永兴3

(1.河北农业大学中兽医学院河北定州073000;2.四川电力设计咨询有限责任公司

610021;3.新奥能源咨询有限公司河北廊坊065000)

IB]JII成都

【摘要】本文对太阳能发电技术的原理、分类和特点进行了简要的阐述,并介绍了我国太阳能资源的分布,以及太阳能发电技术在我国的应用现状与发展前景,其中列举了我国巳达世界先进水平的部分研究成果,为了解我国的太阳能发电技术水平提供了参考。

【关键词】太阳能;太阳能热发电;太阳能光伏发电

0.前言

随着经济社会的不断发展和人们生活水平的日益提高,能源的需求量越来越大。目前占主导地位的是化石能源,但由于其使用过程中可产生大量污染且具有不可再生性.因而人们一直在探寻新的清洁能源及可再生能源。其中最引人注目。开展研究工作最多,应用最广的就是太阳能。

太阳能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。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。

1.太阳能发电技术简介

目前太阳能发电有两种方法:一种是将太阳能转换为热能。然后按常规方式发电.称为太阳能热发电;另一种是通过光电器件利用光生伏打原理将太阳能直接转换为电能,称为太阳能光伏发电。

1.1太阳能热发电太阳能热发电是将太阳辐射从面积上浓缩产生高温.从而再利用传统方式产生电能,因此该技术用于与热发电机相连来构成发电系统。

太阳能热发电系统主要由集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机、发电机等组成。集热系统聚集太阳能之后.经过热传输系统将聚集的太阳能传给热机.由热机产生动力。带动发电机发电。本系统…按太阳能采集方式即集热器类型的不同。可分为槽式系统、塔式系统、烟囱式系统、太阳池和碟式系统I羽。

1.2太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏打原理把太阳光能直接转化为电能的发电方式。

太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流一交流逆变器和交流配电设备等组成.如图l所示14。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分.其利用半导体的光伏效应把光能直接转换为电能,送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。太阳能控制器控制着整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用.在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池(组)是太阳能转换成电能后储存电能的装置。

如果太阳能发电系统与交流电网并联运行(光伏并网发电)则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池部分.太阳能控制器和直流一交流逆变器合二为一,发电系统的投资最省.成本下降.同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统是今后光伏发电的主要形式。

2.我国太阳能发电技术的应用及前景2.i我国的太阳能资源

我国蕴藏着丰富的太阳能资源,辐射总量在3.3xlO一8.4x106千焦,(米2 年)之间。全国2/3以上地区年日照时数大于2000小时。西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均较高。属世界太阳能资源丰富地区之一。我国各地区的太阳能资源状况见表l啊。

衷1我国各地区的太阳能资源状况

地区

西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西部西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、

甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西北部新疆北部、甘肃东南部,山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、i[宁、云南、广

东南部、江苏北部、安徽北部湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江

四川、贵州

年日照时数

2800—3300

年辐射总量(千卡/em2 年)

16肛2∞

140—160

30DO一32∞

220睢3咖

14∞一22001000一14∞

12D—140

lOO—120

80—l∞

2.2我国太阳能发电技术的应用现状

我国在太阳能热发电领域取得了一系列的成果。。六五”期间.建立了一套功率为1kW的太阳能塔式热发电模拟装置和一套功率为lkW的平板式太阳能低温热发电模拟装置。此外.我国还与美国合作设计并成功试制出功率为5kW的碟式太阳能发电装置样机。并在2005年与以色列合作。在江苏省南京市建成了第一座功率为75kW的太阳能塔式热发电示范电站.成功运行。

我国的光伏电池技术是从20世纪60年代时发展空间用太阳能电池开始起步的.地面用太阳能电池的生产是从70年代初期开始.主要的低成本技术及生产能力则是在80年代中期建立起来的.90年代以来是我国光伏发电产业快速发展的时期,光伏组件生产能力逐年增强.成本不断降低。市场不断扩大,装机容量逐年增加,2006年累计装机容量达35MW。约占世界份额的3%。目前,我国的太阳能产业规模已位居世界第一。是全球重要的太阳能光伏电池生产国。

目前国内大型的太阳能光伏生产企业有:无锡尚德、保定英利、新奥光伏、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等。其中,新奥光伏生产的中国首块超大型5.7m2双结硅基薄膜太阳能电池板,具有生产成本低、耗能少、采光面积大、转换效率高、弱光发电好等突出特点,其中转换效率已达到8%.属国际上同类产品中的较高水平。这种产品适用于大型电站、BIPV、车用充电站等多个领域,尤其是在大型电站应用中.5.7m2的超大尺寸可以大幅度降低电池组件的安装成本.进而降低系统发电成本。

我国光伏用电的主要形式有以下三种:

圈1太阳能光伏发电系统示意圈

(1)户用光伏系统:户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。在河北保定,“中国光谷”正在蓬勃发展当中。具有代表意义的保定电谷锦江国际酒店。就是一个户用光伏系统的示范性建筑。整栋大厦被太阳能电池板所覆盖.独立发电。满足大楼内生活、办公用电的需求。

(2)独立光伏电站:独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠等优点,适用于人121相对集中的无电县、乡、村。I下转第378页)

1.3太阳能发电的特点

太阳能发电具有以下优点:①太阳能资源普遍;(蓼太阳能及电能是清洁能源;③太阳能资源丰富。但也存在缺点:①太阳能能流密度低;②太阳能不稳定;③太阳能发电效率低、成本高。

万方数据

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