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并网逆变器采用最大功率跟踪技术,最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。

2.太阳能光伏电池板:

太阳能电池主要使用单晶硅为材料。

用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。

工作原理和二极管类似。

只不过在二极管中,推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场,而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热(*)。

也就是通常所说的光生伏特效应原理。

目前光电转换的效率,也就是光伏电池效率大约是单晶硅13%-15%,多晶硅11%-13%。

目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。

3.太阳能光伏发电系统的分类:

目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统,光伏并网发电系统及前两者混合系统。

A)离网光伏蓄电系统。

这是一种常见的太阳能应用方式。

在国内外应用已有若干年。

系统比较简单,而且适应性广。

只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。

B)光伏并网发电系统,当用电负荷较大时,太阳能电力不足就向市电购电。

而负荷较小时,或用不完电力时,就可将多余的电力卖给市电。

在背靠电网的前提下,该系统省掉了蓄电池,从而扩张了使用的范围和灵活性,并降低了造价。

C)A,B两者混合系统,这是介于上述两个方之间的系统。

该方案有较强的适应性,例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。

但是其造价和运行成本较上述两种方案高。

二、光伏发电的优点 

进入70年代后,由于2次石油危机的影响,光伏发电在世界范围内受到高度重视,发展非常迅速。

从远期看,光伏发电将以分散式电源进入电力市场,并部分取代常规能源。

不论从近期和从远期看,光伏发电可以作为常规能源的补充,在解决特殊应用领域,如通信、信号电源,和边远无电地区民用生活用电需求方面,从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。

光伏发电的优点充分体现在以下几个方面:

1.充分的清洁性。

(如果采用蓄电池方案,要考虑对废旧蓄电池的处理)

2.绝对的安全性。

(并网电压一般在220V以下)

3.相对的广泛性。

4.确实的长寿命和免维护性。

5.初步的实用性。

6.资源的充足性及潜在的经济性等。

三、光伏发电局限性。

任何事物总是具有两面性。

目前有太多的文章介绍光伏发电的优点和优势,这里有必要指出光伏发电的一些局限性。

太阳能具有能量密度低,稳定性差的弱点,并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。

光伏发电的局限性包括以下几个方面:

1.时间周期局限。

由于光伏发电的条件是出太阳时,光伏发电设备才能正常工作发电。

因此,白昼黑夜,一年当中春夏秋冬各个季节对光伏发电的负荷影响巨大。

为了应付这个情况,电网不得不配备相应容量的发电机处于旋转备用状态。

2.地理位置局限。

光伏发电设备基本上只能依附建筑物安装建设,也就是所谓的光伏屋顶就地供电。

如果离开建筑物来建设光伏发电,将会大大增加成本或者破坏环境和生态。

3.气象条件局限。

气候对光伏发电影响。

采用光伏并网发电无蓄电池方案时,如果一个城市上空的气候大幅变化,将造成电力负荷的大幅波动;

当一个城市上空的空气质量比如空气污染,或能见度变差比如雾天,阴天等都将使光伏发电在线或实时出力下降。

4.容量传输局限。

在解决了光伏发电的成本问题后,大功率,高电压,远距离从荒漠面积输送电力到负荷中心,由于光伏发电没有传统电机的旋转惯量,调速器及励磁系统,将给交流电网带来新的经济和稳定问题。

不论采用交流或是直流高电压大功率远距离从荒漠地区输送电力,由于上述1,2,3的局限性将大大增加单位千瓦的输送成本。

下面将会讨论这个问题。

5.光能转换效率偏低。

和传统能源(矿物能源,石油,水能,原子能,等)的转换效率相比,光伏能量的转换效率不能令人满意。

四、光伏发电未来展望 

我国光伏产业正以每年30%的速度增长。

最近三年全球太阳能电池总产量平均年增长率高达49.8%以上。

按照日本新能源计划、欧盟可再生能源白皮书、美国光伏计划等推算,2010年全球光伏发电并网装机容量将达到15GW(1500万千瓦,届时仍不到全球发电总装机容量的1%),至2030年全球光伏发电装机容量将达到300GW(届时整个产业的产值有可能突破3000亿美元),至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15%-20%。

按此计划推算,2010-2040年,光伏行业的复合增长率将高达25%以上。

其中并网应用会有较大的发展,从而形成并网发电(约46%)、离网供电(约27%)和通讯机站(约21%)3个主要应用领域。

太阳的能量对人类而言几乎是无限的,但是实际上,在地球上能够获取太阳能资源的资源是有限的。

并不象有些文章中所说的那样巨大。

例如,当我们在在屋顶安装太阳能热水器时,就失去了安装太阳能电池的机会。

除建筑物和荒漠外,在其他地点建设太阳能电池板群将是不现实和得不偿失。

这不仅仅是因为成本巨大的原因,问题是显而易见的,主要的问题是离开建筑物和荒漠来建设光伏发电站将破坏环境和生态,你会发现在太阳能电池板下面将寸草不生。

总之,节能降耗是人类的一个永恒话题。

从某种意义上讲,淘汰旧技术和产品的同时,也就浪费掉了当初生产这些技术和产品的能源。

出国考察的人往往会发现,西方发达国家有些场合还在使用20-30年代的产品和设备,他们并非要保护“古迹”,某种意义上讲是在节约能源。

新旧产品和技术的换代是要以耗费能源为代价的,过快的产品更新换代,将加快能源的消耗。

当然,这里需要有一个总体的经济指标来判断能耗。

我们是否应该考虑节约“used能源”的问题?

另一方面,任何先进的技术,进入商业使用的必要条件是价格能为市场所接受。

如果使用成本太高,再好的技术必将只能停留在试验室中或者示范工程阶段。

(云南华能澜沧江水电有限公司)

来源:

中国新能源网

小猪要长大发表于2008-7-2620:

08

户用光伏系统应用技术现状与展望

摘 要 本文分析了国内户用光伏应用技术的现状,指出了光伏市场目前存在的问题,阐明了光伏应用技术今后的发展思路,为太阳能光伏电力大规模应用的前景探索其发展方向。

关键词 光伏技术 户用光伏系统 太阳能

0 引言

 太阳能是国家重点提倡开发利用的绿色能源。

广泛使用该能源对于减少二氧化碳和其它有毒气体的排放,减少大气污染,保护生态环境具有重要意义,是全人类、全社会的历史使命。

  我国土地资源辽阔,人类居住分散,常规能源供应缺乏。

西部多数地区自然条件比较恶劣,经济落后,迄今为止,西部地区无电户总数达1000万之多,连最基本的生活照明还没有完全解决。

为此,国家在该地区实施了中国西部“光明工程”计划,利用太阳能来解决当地的能源问题。

中华太阳能在国家政策引导和扶持下,通过光伏工作者的艰苦努力,西部地区基本形成光伏产业市场,国内有数十家小型光伏企业具备研发、产、供、销一体化服务,这些企业为培育光伏市场,满足广大农牧民生活需要作出了贡献。

但是,由于资金投入不足,总体技术、生产装备、检测手段相对落后,产品性能、质量存在很多问题。

困此,光伏市场在经历过一个增长期后,随着人们生活水平的提高,生产的光伏产品日益不能满足生活需要。

现在,光伏企业应该及时调整产品结构,加大资金投入,提高产品质量。

形成产业化的生产规模,进一步提高产品技术性能价格比。

政府也应该进一步出台一些扶持该产业发展的优惠政策,促进太阳能行业发展,使其进入良性发展,尽快具备国际竞争力。

中华太阳能

1 光伏应用现状

  随着太阳能电池及其组件制造技术的进步,单晶硅电池片光电转换效率已接近30%,太阳能光伏系统也从原来的低级向高级、从小型的独立发电系统向大规模的太阳能发电站方向发展,太阳能发电技术现已逐渐步入成熟。

特别是在欧、美、日等国家,太阳能光伏技术比较先进,应用范围广,光伏发电的目标已向城市发展,并正大力推进屋顶阳光并网发电计划。

  在我国,随着国家对新能源开发的重视,加大了资金的投入,太阳能光伏事业也得到了蓬勃发展,一批科研院、所在太阳能的研究和利用方面取得了丰硕成果。

无论从太阳能研发技术领域,还是太阳能利用领域都有了很大的发展。

在太阳能产品开发和应用方面都迈出了实质性的一步,为推动太阳能光伏行业走向市场奠定了基础。

但是,若与国外同类产品相比其总体质量和技术性能都较落后,很难与国外产品同等竞争。

中华太阳能国内户用光伏产品的生产多集中在中国西部地区,生产户用光伏产品的多属小型民营企业。

品种单一,生产规模小,多停留在作坊式生产,工艺落后,标准和技术规范不健全、不配套,缺乏必要的检测仪器设备,缺乏工艺规程监管;

技术路线落后,一般以模拟电子线路为基础,产品性能不稳,质量较差;

功能单一,影响系统整体性能。

开发多品种,扩大应用范围,加大资金投入,形成规模化生产,是我国发展光伏产业的当务之急。

2 户用光伏系统产品市场分析

  在国家新能源政策鼓励下,太阳能光伏发电得到较快的发展。

虽然我国的光伏产业刚刚起步,但是市场潜力巨大,蕴藏着很多的商业机会,国外光伏公司十分看好中国市场。

据我公司市场销售部门在西部无电地区的调查统计显示,国内所需的小功率户用光伏电源饱和量为150万台(套);

大型光伏发电(站)系统为5万套(座);

通信用光伏电源系统10万套。

各项所占比例如图1所示。

随着国家西部大开发战略的实施,西部地区经济将进入一个快速发展期,西部无电地区的广大农牧民经济收入将会相对增加,生活条件亦会得到改善。

由于居住生活环境的特殊性,常规能源无法顺利实施利用,使得中小型户用光伏电源的应用将会得以推广。

3 对光伏系统应用的展望

  太阳能光伏电源系统,在我国的应用有着得天独厚的条件,首先我国地域辽阔,经济发展不平衡,西部地区尽管具有丰富的电力资源,但是由于受到地理环境、交通等因素制约,从经济角度考虑常规电力不易进入,使得这些地区人们的生活环境极其恶劣。

国家的西部经济大开发政策,给这一地区的经济发展注入了活力。

在西部实施的“光明工程”也解决了一些无电乡生活、办公、学校用电问题,使部分的农牧民结束无电生活的历史,改善了生活条件。

然而在中国的西部游牧半游牧的广大农牧民还有几百万,户用光伏系统市场潜力很大。

  光伏系统步入大规模发电阶段,意味着现在的能源结构将发生根本的变化,是人类社会利用能源的一场革命。

并网发电系统,是光伏技术进步的重要标志。

自90年代以来,国外发达国家掀起了发展屋顶并网光伏系统的高潮,屋顶并网光伏系统充分考虑到日光的分散性特点,将太阳电池安装在现成的屋顶之上,其灵活性和经济性都大大优于大型并网光伏电站,而备受各国重视。

4 结束语

  户用光伏系统由于其功率小、灵活多样、安装方便等特点,适于在广大无电地区的农牧民和游牧民族生活用电、通信供电电源等采用,同时随着电池技术的进步与发展,户用光伏并网发电系统逐步走向城市。

光伏发电与建筑的完美结合,构成的屋顶户用光伏并网发电系统,更是前景诱人,市场广阔。

中国太阳能产业联盟网

09

太阳热水器与建筑物相结合技术刍议

  世界能源组织预测:

全球石油储藏量最多只能用四十年。

在当今世界性能源短缺和环境污染日益严重之时,走可持续发展的道路,开发利用洁净的可再生能源是当务之急。

太阳能是一种对环境无污染、可再生的能源,而把太阳能同生态结合起来、将几千年房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑、娱乐的简单建筑发展成具有独立能源供给、自我循环式的新型建筑,是人类进步和社会、科学技术发展的必然。

  我国的太阳能资源十分丰富,具有太阳能利用的良好自然条件,应大力开发太阳能资源利用的产品。

全国2/3以上地区年日照量大于2000h,年均辐射量约为5900MJ/m2(相当于1640kW/m2)。

我国太阳能热利用的发展情况

  据国务院发展市场经济研究所统计,国内太阳热水器市场以每年20%~30%的速度增长,2002年我国太阳热水器保有量已达到4000m2,到2005年将达到6400万m2。

近两三年内年销售额将增加到500亿元,并且太阳热水器产品的出口额近年来以40%~50%的速度增长,中国已经成为世界上太阳热水器拥有量最多和生产能力最大的国家。

据国客车院发展中心市场经济研究所家电课题组统计,中国城市家庭中,57.4%拥有燃气热水器,31.3%拥有电热水器,拥有太阳热水器的只有7.6%,但在城市家庭的购买预期调查中,三者的比例将分别演变为35.8%、30.2%、23.2%,太阳热水器的比例大幅增长,开始成为燃气和电热水器的重要竞争对手。

太阳热水器已形成真空管、平板型两大主流。

随着人们对生活环境质量要求的提高,太阳热水器怎样与建筑进行有机的结合已成为建筑师与太阳能界人士所需要迫切解决的难题。

由于真空管式太阳热水器本身的结构不利于与建筑进行完善的结合,在发达国家和地区没有得到很好的发展,而平板式太阳热水器与建筑结合较好而成为太阳热水器的主力军,当然这种平板式太阳热水器之集热器必须是高性能、高品质的。

2 太阳能与建筑物一体化的基本形式中华太阳能

  太阳热水器与建筑物的一体化,就形式上来讲有分户式和集体式两种作法。

一设计、统一布局、统一安装,单家独户的分开使用,由住户自己进行个体管理,这种分户式的与建筑结合的办法,被商家广泛采用。

在管理上比较方便,减少扯皮现象,但屋面面积的局限,通常影响这一形式的推广。

同时很难达到美观的要求。

这一形式多数采取水箱裸露、整齐排列的做法,还谈不上真正意义上的与建筑物相结合。

  集体式系统又称为中央供水系统,它是将太阳集热器串联起来,利用热虹吸原理或强制循环的办法逐渐将水升温。

用一个或多个保温大水箱将热水储存起来,分别供应给用户。

这种方式与分户式比较,有占地较少、节约投资、故障率较低、水温和水压平衡的特点,更重要的是能较好地与建筑结合起来,集体式太阳能热水系统安全节能,自动运行,管理维护费用较少,不仅解决了环保问题、安全问题,开发商通过合理收费,还能获得经济效益。

这是太阳热水器与建筑物一体化的发展方向。

  当前,我国对太阳热水器与建筑物一体化研究主要集中在部分新建住宅上,对已建住宅改造还没有涉及,由于太阳热水器的推广网络以分散在全国各地的经销商为主,从利益角度和安装简便的角度考虑,他们通常以单个住户安装或者以多台串联或并联使用,不利于太阳热水器与建筑物的较好结合。

以色列、希腊、美国、日本、澳大利亚等在太阳热水器与建筑物相结合方面已有成功经验,通过政府引导,已步入快速发展的轨道,相比之下,我们与世界的差距还较大。

中华太阳能

太阳热水器与建筑结合工程在云南、山东、北京、江苏、上海、湖北、天津、河北等省市的许多住宅小区都有体现,它以使用安全、节能和同时具有储水作用使建筑物更加完美,部分地区成了房地产商的新卖点。

3 房地产公司所关心的问题及其解答

3.1 大面积安装的太阳能中央热水系统是否存在光污染的问题?

  太阳集热器不存在光污染的问题。

集热器之涂层接近黑色,具有很高的太阳光谱吸收率和很低的反射率,因此光反射在太阳集热器中是首先要克服的,它直接影响热效率的高低。

3.2 太阳能热水系统如何与建筑物更好地结合?

  1)对于高层平顶建筑,可将集热器按一定规则安装在屋面上,集热器支架的固定可在天面做防水层前将地脚螺栓植入混凝土天面中,方法是用冲击钻在混凝土上钻Φ12×

60的孔,再注入专用胶,将地脚螺栓植入即可。

也可在做完防水层后进行上述工作,只是要在防水层损坏处补上防水材料。

水箱及辅助加热设备可放置于天面的设备间内。

  2)对于坡屋面的小高层和别墅,可将房屋朝向设计成座北朝南,在屋顶的混凝土层浇注好之后,将集热器的安装位置预留出来,其它位置按常规铺上琉璃瓦,并在琉璃瓦下敷设若干条Φ25~Φ32的排水管,以便将集热器处的雨水引出来。

如选用平板型太阳集热器则敷设后不会高于琉璃瓦,而选用真空管集热器则会高出琉璃瓦5cm左右。

太阳能水箱可装于人字屋顶下的空间内,水箱尺寸可根据其空间设计,数量可做成若干个辅助加热设备置于专用的热水设备房内,以便于检修。

也可设专门的热水设备房用来放置热水箱和辅助加热设备。

3.3 管道如何分布?

怎样解决高位势能减压问题?

  供热水主管可从管道井内敷设,并需保温,进入室内后可沿墙壁或地面进行暗敷,不需保温,管材可选用PP-R管或紫铜管。

对于高层建筑,其用水点压力大于0.4MPa时,应在相应楼层装设减压阀(一般每隔7层装设减压阀),降低低层用户的水压,减压阀装在供水主管上。

3.4 如何使辅助系统更美观?

如何实现与太阳能的相互补充?

24h用水怎么配最经济?

  太阳能热水系统可采用电辅助加热装置,也可采用燃气常压热水锅炉装置,这些装置均为全自动智能控制。

电辅助加热装置直接装于太阳能水箱内,燃气常压热水锅炉可对太阳能水箱进行循环加热,辅助加热设备与太阳能水箱可装于同一位置。

不管是平屋顶还是坡屋顶,最好装于顶层的专用设备间内。

  对于全天候供热水的太阳能系统宜采用直流式,流入太阳能水箱的水温可控制在50℃,能直接使用。

阴雨天或热水不够时,辅助加热装置自动启动,将太阳能水箱内的小量水进行恒温加热,时刻都能供热水。

使之进入最佳经济运行状态(因为控制较为复杂,这里不再赘述)。

太阳能水箱可按每平方米集热面积配水90kg配置,辅助加热之功率每平方米集热器0.5kW配置。

对于定时供热水的辅助加热设备能在设定的时间内才加热,是否需要加热则由温度控制。

4 太阳热水器的经济效益分析

  以几种日产50℃(温升35℃)热水6t、年产热水2190t的热水设备为例,进行经济性对比,如表1。

说明:

  1)按60户每户3人,人均每天用35℃热水30kg选择热水设备,电热水器和燃气热水器数量按每户1.33台计算。

  2)太阳能系统造价只含集热器、循环管道、循环泵、辅助加热设备、热水箱及控制装置,不含供热水管道和计费装置。

  3)太阳能系统产热量按广州地区的年太阳辐射量5000000kJ/m2,太阳能热水系统的效率为55%计算。

  4)热水设备产水量按年产2190t(日产6t)温升35℃热水计算。

  5)燃气热水器所需石油液化气的热值为10500kcal/kg,热效率按80%计算。

5 结束语

  利用太阳能为建筑提供生活热水已是大势所趋,这项事业应引起全社会的重视。

国家计委、国家科委、原国家经贸委制订的《1996-2010年新能源和可再生能源发展纲要》和1998年1月1日实施的《中华人民共和国节约能源法》中明确提出了“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”要求。

“太阳能热水系统与建筑整合”已列入“十五”攻关计划,建设部将在近两三年内出版太阳能与建筑结合的标准图集,这对中国太阳能利用起到有力的推进作用。

联合国能源机构曾发布调查报告,认为太阳能——建筑一体化将成为21世纪市场的一个热点,太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。

2001年12月,原国家经贸委、联合国基金会和联合国经济社会事物部正式签署了合作开展“中国太阳热水器行业发展项目”的协议,这个项目于2002年1月1日正式实施。

该项目将建设太阳热水器与建筑一体化建筑的示范小区,编制太阳热水器与建筑一体化设计实用手册及相关的规范和标准,开展宣传活动,提出促进太阳热水器产业发展的政策建议。

我国是有着13亿人口的大国,每年的住宅建设量十分巨大,在我国推动这项新技术的应用不仅对我们国家自己,也必将对全世界的可持续发展事业有着重大的意义,我们期待着太阳热水器与建筑早日能实现完美的结合。

10

太阳能干燥技术的国内外概况及应用前景

摘要:

简述了我国能源与环境的严峻形势,我国政府把节能放在首位并大力发展可再生能源的策略,以及我国的太阳能资源。

阐述了太阳能干燥的国内外应用概况,指出太阳能干燥的优势、局限性与影响推广的原因。

分析了我国太阳能干燥技术的应用前景,建议我国政府对太阳能干燥给予政策上的鼓励与扶持,并加大宣传力度。

关键词太阳能干燥 

国内外概况 

应用前景

1.引言

能源是经济建设和社会发展的重要物质基础,随着我国经济的快速增长和人民生活水平的不断提高,对能源的需求也随之递增。

目前中国已经是世界第二大能源消费国,其用量相当于美国的1/3。

但中国人口众多,人均资源不足世界平均水平的一半,要实现2020年国内生产总值比2000年翻两番的目标,全国能源消耗至少比2000年翻一番,能源的供需矛盾将进一步加剧。

而且煤、石油、天然气等常规能源是不可再生,并最终面临枯竭的能源。

同时随着能源需求迅速增长,由此造成的环境污染也日趋严重,我国正面临着前所未有的能源与环境的双重巨大压力。

我国能源利用率低,单位GDP能耗是世界平均水平的3倍。

为发达国家的4-6倍,美国的3.5倍,日本的10倍。

据有关专家估计,如果把中国的环境污染因素考虑在内,国民生产总值GDP大约将下降两个百分点,因为要清除空气中的污染物大约是所需燃料费用的10倍左右[1、2]。

大气污染的日益加剧不仅给国民经济造成了巨大损失,也给人民生活与健康带来了巨大危害。

据世界银行评估,环境污染所致疾病造成的损失占中国GDP的2%-3%,每年有40万人因空气污染而过早死亡,全国还有不少的人喝着受不同程度污染的水[3]。

2006年4月国务院总理温家宝主持召开的国家能源领导小组会议上指出[4]:

能源问题关系我国经济发展、社会稳定和国家安全。

必须坚持开发与节约并重、把节约放在首位的方针,采取更加有力的措施全面推动能源节约,大力发展可再生能源[5]。

我国能源供求

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