光伏发电原理及前景概述.ppt

1、2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一章第一章 太阳能光伏发电太阳能光伏发电 太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电原理 太阳能光伏发电发电量计算太阳能光伏发电发电量计算太阳能光伏发电发电量计算太阳能光伏发电发电量计算 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述 太阳能光伏太阳能光伏太阳能光伏太阳能光伏发电发电发电发电成本成本成本成本计算计算计算计算2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光

2、伏发电概述太阳能光伏发电概述1.1.优点优点优点优点 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性

3、等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述1.1.优点：优点：优点：优点：与常用的与常用的与常用的与常用的火力发电火力发电火力发电火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：系统相比，光伏发电的优点主要体现在：系统相比，光伏发电的优点主要体现在：系统相比，光伏发电的优点主要体现在：1)1)无枯竭危险无

4、枯竭危险无枯竭危险无枯竭危险；2 2)安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）公害）公害）公害）；3 3)不受不受不受不受资源分布资源分布资源分布资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；地域的限制，可利用建筑屋面的优势；地域的限制，可利用建筑屋面的优势；地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；例如，无电地区，以及地形复杂地区；例如，无电地区，以及地形复杂地区；例如，无电地区，以及地形复杂地区；4 4)无需消耗燃料和架设无需消

5、耗燃料和架设无需消耗燃料和架设无需消耗燃料和架设输电线路输电线路输电线路输电线路即可就地发电供电即可就地发电供电即可就地发电供电即可就地发电供电；5 5)能源质量高能源质量高能源质量高能源质量高；6 6)使用者从感情上容易接受使用者从感情上容易接受使用者从感情上容易接受使用者从感情上容易接受；7)7)建设周期短，获取能源花费的时间短建设周期短，获取能源花费的时间短建设周期短，获取能源花费的时间短建设周期短，获取能源花费的时间短。2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发

6、电概述2.2.缺点：缺点：缺点：缺点：但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世界了，据统计，生产

7、一块界了，据统计，生产一块界了，据统计，生产一块界了，据统计，生产一块1m1.5m1m1.5m的太阳能板必须燃的太阳能板必须燃的太阳能板必须燃的太阳能板必须燃烧超过烧超过烧超过烧超过4040公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电厂也能够用这些煤生产厂也能够用这些煤生产厂也能够用这些煤生产厂也能够用这些煤生产130130千瓦时的电千瓦时的电千瓦时的电千瓦时的电这足够让这足够让这足够让这足够让2.22.2瓦的发光二极管（瓦的发光二极管（瓦的发光二极管（瓦的发光二极管（LEDLED）灯泡

8、按照每天工作）灯泡按照每天工作）灯泡按照每天工作）灯泡按照每天工作1212小时小时小时小时计算发光计算发光计算发光计算发光3030年。而一块太阳能电池板的设计寿命只有年。而一块太阳能电池板的设计寿命只有年。而一块太阳能电池板的设计寿命只有年。而一块太阳能电池板的设计寿命只有2020年年年年 2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述2.2.缺点：缺点：缺点：缺点：1)照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；2)获得的能源同四

9、季、昼夜及阴晴等气象条件有关；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；3)目前相对于火力发电，发电机会成本高；目前相对于火力发电，发电机会成本高；4)光伏板制造过程中不环保光伏板制造过程中不环保。2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述3.3.发展过程发展过程发展过程发展过程：1)1)早在早在早在早在18391839年，法国科学家贝克雷尔（年，法国科学家贝克雷尔（年，法国科学家贝克雷尔（年，法国科学家贝克雷尔（BecqurelBecqurel）就发现，光）就

10、发现，光）就发现，光）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生照能使半导体材料的不同部位之间产生照能使半导体材料的不同部位之间产生照能使半导体材料的不同部位之间产生电位电位电位电位差。这种现象后来差。这种现象后来差。这种现象后来差。这种现象后来被称为被称为被称为被称为“光生伏特效应光生伏特效应光生伏特效应光生伏特效应”，简称，简称，简称，简称“光伏效应光伏效应光伏效应光伏效应”。2)19542)1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室贝尔实验室贝尔实验室贝尔实验室首次首次首次首次制成了

11、实用的制成了实用的制成了实用的制成了实用的单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能，诞生了将太阳光能转换为电能，诞生了将太阳光能转换为电能，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。的实用光伏发电技术。的实用光伏发电技术。的实用光伏发电技术。3)203)20世纪世纪世纪世纪7070年代后，随着现代工业的发展，全球年代后，随着现代工业的发展，全球年代后，随着现代工业的发展，全球年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机能源危机能源危机能源危机和大和大和大和大气污染问题日益突出，传统的气污染问题日益突出，传统的气污染问题日益突出，传统的气污染问题日益突

12、出，传统的燃料能源燃料能源燃料能源燃料能源正在一天天减少，对环境正在一天天减少，对环境正在一天天减少，对环境正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有造成的危害日益突出，同时全球约有造成的危害日益突出，同时全球约有造成的危害日益突出，同时全球约有2020亿人得不到正常的能源供亿人得不到正常的能源供亿人得不到正常的能源供亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源

13、结构，维持长远的可持续发展。能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述3.3.发展过程发展过程发展过程发展过程：太阳能每秒钟到达地面的能量高达太阳能每秒钟到达地面的能量高达太阳能每秒钟到达地面的能量高达太阳能每秒钟到达地面的能量高达8080万千瓦时，假万千瓦时，假万千瓦时，假万千瓦时，假如把地球表面如把地球表面如把地

14、球表面如把地球表面0.1%0.1%的太阳能转为电能，转变率的太阳能转为电能，转变率的太阳能转为电能，转变率的太阳能转为电能，转变率5%5%，每年发电量可达每年发电量可达每年发电量可达每年发电量可达5.610125.61012千瓦小时，相当于世界上能千瓦小时，相当于世界上能千瓦小时，相当于世界上能千瓦小时，相当于世界上能耗的耗的耗的耗的4040倍。正是由于太阳能的这些独特优势，倍。正是由于太阳能的这些独特优势，倍。正是由于太阳能的这些独特优势，倍。正是由于太阳能的这些独特优势，2020世纪世纪世纪世纪8080年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日

15、年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。益广阔、市场规模也逐步扩大。益广阔、市场规模也逐步扩大。益广阔、市场规模也逐步扩大。2022/11/10ChongQingJiaoTong University第一节第一节第一节第一节 太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述太阳能光伏发电概述3.3.发展过程发展过程发展过程发展过程：4)204)20世纪世纪世纪世纪9090年代后，光伏发电快速发展，到年代后，光伏发电快速发展，到年代后，光伏发电快速发展，到年代后，光伏发电快速发展，到20062006年，年，年，年，

16、世界上已经建成了世界上已经建成了世界上已经建成了世界上已经建成了1010多座兆瓦级光伏发电系统，多座兆瓦级光伏发电系统，多座兆瓦级光伏发电系统，多座兆瓦级光伏发电系统，6 6个个个个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。发展规划的国家。发展规划的国家。发展规划的国家。19971997年又提出年又提出年又提出年又提出“百万屋顶百万屋顶百万屋顶百万屋顶”计划。日计划。日计划。日计划。日本本本本19921992年启动了新阳光计划，到年启动了新阳光计划，到年启动了新阳光计划，到年启动了新阳光计划，到20032003年日本光伏组件年日本光伏组件年日本光伏组件年日本光伏组件生产占世界的生产占世界的生产占世界的生产占世界的50%50%，世界前，世界前，世界前，世界前1010大厂商有大厂商有大厂商有大厂商有4 4家在日本。家在日本。家在日本。家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，而德