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光伏發(fā)電介紹

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-光伏發(fā)電項(xiàng)目原理簡介-
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CONTNETS
目錄
1.光伏發(fā)電原理
4.發(fā)展過程
7.發(fā)電成本
2.光伏發(fā)電特點(diǎn)
5.系統(tǒng)分類
8.應(yīng)用領(lǐng)域
3.發(fā)電轉(zhuǎn)化率
6.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
9.光伏發(fā)電科技
Work Report
光伏發(fā)電原理
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光伏發(fā)電-簡介
什么是光伏發(fā)電
它是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。
主要組成
主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構(gòu)成。
裝置的設(shè)計(jì)
太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電-原理
光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。
光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)
01
硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體,若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。
02
當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。
03
當(dāng)太陽光照射到P－N結(jié)后，空穴和電子會向不同方向移動。空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動，形成電流。
光伏發(fā)電-原理
光伏組件、光伏匯流箱
SAJ光伏逆變器
用電
電表
電網(wǎng)

發(fā)電后可用蓄電池存儲也可輸入公共電網(wǎng)。

發(fā)電系統(tǒng)成本中
電池組件
占另外50%
電流轉(zhuǎn)換器、安裝費(fèi)、其他輔助部件以及其他費(fèi)用約占 50%
光伏發(fā)電-原理
就是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程。
光電效應(yīng)
01
多晶硅經(jīng)過鑄錠、破錠、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴(kuò)散微量的硼、磷等，就形成P－N結(jié)。
02
然后采用絲網(wǎng)印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結(jié)，同時制成背電極，并在有柵線的面涂一層防反射涂層，電池片就至此制成。
03
電池片排列組合成電池組件，就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框，正面覆蓋玻璃，反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設(shè)備，就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電，需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。
Work Report
光伏發(fā)電特點(diǎn)
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與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：
安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）
不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢
無枯竭危險(xiǎn)
建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時間短
無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電
使用者從感情
上容易接受
能源質(zhì)量高
01
03
02
06
06
04
07
優(yōu)點(diǎn)
光伏發(fā)電-特點(diǎn)
光伏發(fā)電-特點(diǎn)

在現(xiàn)有的條件下，生產(chǎn)國內(nèi)自己使用的電池板還說的過去，不過大量出口等于污染中國，造福世界了。
太陽能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn)

缺點(diǎn)
照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積
獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)
光伏板制造過程中不環(huán)保
目前相對于火力發(fā)電，發(fā)電機(jī)會成本高
Work Report
發(fā)電轉(zhuǎn)化率
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目前來看再提高效率超過30%以上的技術(shù)突破可能性較小
單晶硅
多晶硅
砷化鎵
薄膜
效率衰減
大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率：
19.8~21%
大多在17.5%
大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率：
18~18.5%
大多在16%
和單晶硅一樣，因材料物理性能限制，要達(dá)到30%以上的轉(zhuǎn)化率的可能性較小
砷化鎵太陽能電池組的轉(zhuǎn)化率比較高
約23%
但是價(jià)格昂貴，多用于航空航天等重要地方?；緵]有規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的實(shí)用價(jià)值
薄膜光伏電池具有輕薄、質(zhì)輕、柔性好等優(yōu)勢
應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其適合用在光伏建筑一體化之中
晶硅光伏組件安裝后
暴曬50~100天
效率衰減約2—3%
此后衰減幅度大幅減緩穩(wěn)定在
每年衰減0.5~0.8%
20年衰減約20%
光伏發(fā)電-轉(zhuǎn)化率
Work Report
發(fā)展過程
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光伏發(fā)電-發(fā)展過程
早期歷史

法國科學(xué)家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。
早在1839年

美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。
1954年

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)和大氣污染問題日益突出，可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
20世紀(jì)70年代后

太陽能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴(kuò)大。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。
20世紀(jì)80年代后

日本1992年啟動了新陽光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。
德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。
美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計(jì)劃。
美國
日本
德國
1999年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到200兆瓦。商品化電池效率從10%～13%提高到13%～15%，生產(chǎn)規(guī)模從1～5兆瓦/年發(fā)展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴(kuò)大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。

世界光伏組件在1990年—2005年年平均增長率約15%。
20世紀(jì)90年代后期，發(fā)展更加迅速。
光伏發(fā)電-發(fā)展過程
20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。
早期
歷史
光伏發(fā)電-發(fā)展過程
現(xiàn)狀與趨勢

光伏發(fā)電連續(xù)3年新增裝機(jī)容量超過1000萬千瓦；截至2015年底，光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到約4300萬千瓦，超過德國成為全球第一。
自2013年起

國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，光伏電池及組件出口量達(dá)到2500萬千瓦以上，出口額達(dá)到144億美元。
2015年

全國新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量773萬千瓦，截至2015年6月底，全國光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3578萬千瓦。
2015年1-6月

安徽省來安縣全面啟動鄉(xiāng)村光伏發(fā)電項(xiàng)目，11個美好鄉(xiāng)村“空殼村”裝機(jī)容量為60KW以上的光伏電站進(jìn)入招標(biāo)程序。
2015年11月

光伏發(fā)電-發(fā)展過程
現(xiàn)狀與趨勢

全球光伏新增裝機(jī)容量約為27.5GW，較上年的18.1GW相比，漲幅高達(dá)52%，全球累計(jì)安裝量超過67GW。
2011年

2011年的光伏發(fā)電安裝量比2010年增長了約5倍，電池產(chǎn)量達(dá)到20GW，約占全球的65%，中國是全球光伏發(fā)電安裝量增長最快的國家。
2011年

全國累計(jì)光伏發(fā)電量190億千瓦時。
2015年上半年

江蘇省首個供電所光伏發(fā)電項(xiàng)目在南京市浦口區(qū)正式并網(wǎng)運(yùn)行，農(nóng)村居民也用上了“綠色電”。接下來光伏發(fā)電項(xiàng)目將在農(nóng)村變電所推廣。
2015年9月7日

Work Report
系統(tǒng)分類
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光伏發(fā)電-系統(tǒng)分類

獨(dú)立光伏發(fā)電也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。
獨(dú)立
光伏發(fā)電

并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)?？梢苑譃閹铍姵氐暮筒粠铍姵氐牟⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
并網(wǎng)
光伏發(fā)電

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求。
分布式
光伏發(fā)電

Work Report
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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光伏發(fā)電-結(jié)構(gòu)組成
太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種
電池方陣
讓太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā)電效率達(dá)到最佳狀態(tài)
跟蹤系統(tǒng)
作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負(fù)載供電
蓄電池組
是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備
控制器
將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備
逆變器
Work Report
發(fā)電成本
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光伏發(fā)電-發(fā)電成本
在南美等國光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價(jià)持平，甚至是低于零售電價(jià)，未來光伏發(fā)電的成本還將進(jìn)一步凸顯。
過去5 年，光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一
火力發(fā)電會帶來極高的環(huán)境治理成本，從這個角度而言煤炭發(fā)電成本將高于光伏發(fā)電。

度電成本降至
0.6-0.9 元/千瓦時
投資成本降至
8 元/瓦以下
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應(yīng)用領(lǐng)域
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光伏發(fā)電-應(yīng)用領(lǐng)域
04
03
02
07
05
04
08
應(yīng)用領(lǐng)域
06
家庭燈具電源
光伏電站
太陽能建筑
其他領(lǐng)域
交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈交通/鐵路信號燈
用戶太陽能電源
通訊/通信領(lǐng)域
石油、海洋、氣象領(lǐng)域
Work Report
光伏發(fā)電科技
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12月28日，由我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)與鋪設(shè)的全球首段光伏高速公路在山東濟(jì)南亮相。
目前，半透明的路面已鋪設(shè)完畢，一些車輛已經(jīng)開始在路面上進(jìn)行測試。

交通產(chǎn)業(yè)跟新能源產(chǎn)業(yè)組合在一起，
又會擦出什么樣的火花？
那
么
這段公路到底有多神奇？
神奇的公路！
路面可將太陽能轉(zhuǎn)化成電能
在保證輪胎不打滑的同時，還擁有較高的透光率，可以讓陽光穿透它，使下面的太陽能電池把光能轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)時輸送上電網(wǎng)，就好像一個巨大的“充電寶”。
路面上是一層類似毛玻璃的半透明新型材料，摩擦系數(shù)高于傳統(tǒng)瀝青路面。
在冬季，這段路面還可以將光能轉(zhuǎn)化為熱能，消融冰凍積雪，確保行車安全。
可及時了解路段、車輛等信息
未來，隨著電動汽車無線技術(shù)的配套，可實(shí)現(xiàn)電動汽車在此路段行駛過程中，邊跑邊充電，再也不用擔(dān)心電池不夠用了。
目前，路面下還預(yù)留了電磁感應(yīng)線圈
路面就是“充電寶” 汽車邊跑邊充電
這段光伏路面不只是將太陽能轉(zhuǎn)化電能上網(wǎng)這么簡單，預(yù)留的信息化端口未來還可接入各種信息采集設(shè)備，車輛信息、擁堵狀況等信息將匯聚成交通大數(shù)據(jù)，成為智慧城市的一部分。
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