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清洁能源与自然

太阳能(勿删)

发稿时间: 2014年10月31日    【 字体:

1) 太阳能是什么?

一(yi)般是指太(tai)阳(yang)光(guang)(guang)的辐射(she)能量(liang),在现代一(yi)般用作发电。太(tai)阳(yang)内(nei)部高温核聚变反应所(suo)释放的辐射(she)能,其中约二十亿分之一(yi)到达地球大气层,是地球上光(guang)(guang)和(he)热的源(yuan)泉自地球形(xing)成(cheng)生物就主要以太(tai)阳(yang)提供的热和(he)光(guang)(guang)生存,而(er)自古人类也懂(dong)得以阳(yang)光(guang)(guang)晒干物件(jian),但在化石燃料减少下,才有(you)意(yi)把太(tai)阳(yang)能进一(yi)步发展。

太阳能的利用有被动式利用(光(guang)热转换)和光(guang)电转换两种方式。

2) 我国太阳能资源分布

在(zai)我国,西藏西部太阳能(neng)资源最丰富,最高达(da)每平(ping)方米2333千(qian)瓦时(shi)(日(ri)辐射(she)量每平(ping)方米6.4千(qian)瓦时(shi)),居世界(jie)第(di)二位,仅次于(yu)撒(sa)哈拉大(da)沙漠。根据各地接受太阳总辐射(she)量的多(duo)少,可将全国划(hua)分为(wei)五类地区。

3) 太阳能的(de)利用

(1) 光与热的转换(huan)。如太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)热水器(qi)、太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)灶、太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)热发电系统等。

(2) 光与电的(de)转(zhuan)换,如太阳能电池板、太阳能车、船等。

太(tai)(tai)阳(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)清洁能(neng)(neng)(neng)源(yuan)是将(jiang)太(tai)(tai)阳(yang)(yang)的(de)(de)光能(neng)(neng)(neng)转换(huan)(huan)成为(wei)其他(ta)形式(shi)的(de)(de)热(re)能(neng)(neng)(neng)、电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)、化学能(neng)(neng)(neng),能(neng)(neng)(neng)源(yuan)转换(huan)(huan)过(guo)程中不产(chan)生其他(ta)有害的(de)(de)气体(ti)或固体(ti)废料,是一种环保、安(an)全(quan)、无(wu)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)新型能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。目前开展的(de)(de)对太(tai)(tai)阳(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)综合利用的(de)(de)全(quan)生命评估(LCA)结(jie)果显示,以往的(de)(de)太(tai)(tai)阳(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)光电(dian)(dian)(dian)转换(huan)(huan)的(de)(de)利用方(fang)式(shi),由于依赖太(tai)(tai)阳(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)电(dian)(dian)(dian)池板这一生产(chan)过(guo)程中高(gao)污(wu)染(ran)(ran)、高(gao)耗能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)材料,因此利用成本和环境(jing)代价都较高(gao)。目前研究(jiu)的(de)(de)热(re)电(dian)(dian)(dian)在(zai)太(tai)(tai)阳(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)热(re)利用方(fang)向上。

4) 光热发(fa)电是什么(me)?

太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)光(guang)(guang)(guang)热(re)发(fa)(fa)电(dian)是指利用(yong)(yong)大(da)(da)规(gui)模阵列抛物或碟形镜面收集太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)热(re)能(neng),通(tong)过换(huan)热(re)装置提(ti)供蒸汽,结合传统汽轮发(fa)(fa)电(dian)机的(de)(de)(de)(de)工(gong)艺,从而达(da)到发(fa)(fa)电(dian)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。采用(yong)(yong)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)光(guang)(guang)(guang)热(re)发(fa)(fa)电(dian)技术,避免(mian)了昂贵(gui)的(de)(de)(de)(de)硅晶光(guang)(guang)(guang)电(dian)转换(huan)工(gong)艺,可以大(da)(da)大(da)(da)降低太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)发(fa)(fa)电(dian)的(de)(de)(de)(de)成本(ben)。而且,这种形式(shi)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)利用(yong)(yong)还有一个其他形式(shi)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)转换(huan)所(suo)无法(fa)比拟的(de)(de)(de)(de)优势,即太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)能(neng)所(suo)烧(shao)热(re)的(de)(de)(de)(de)水可以储存(cun)在巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)容器中,在太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)落(luo)山(shan)后几个小时仍然能(neng)够带(dai)动汽轮发(fa)(fa)电(dian)。

5) 什么是光热电站?

这(zhei)种发(fa)电(dian)(dian)站(zhan)(zhan)就是(shi)先将太阳(yang)(yang)能(neng)转变成(cheng)热(re)能(neng),然后(hou)再通过机(ji)械能(neng)装(zhuang)置转变成(cheng)电(dian)(dian)能(neng)。热(re)能(neng)充当(dang)了从太阳(yang)(yang)能(neng)到电(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)“中(zhong)介人(ren)”。太阳(yang)(yang)能(neng)热(re)电(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)(de)能(neng)量转换(huan)它与分(fen)布(bu)式聚光(guang)器的(de)(de)主要区别(bie)是(shi)吸热(re)装(zhuang)置不同。电(dian)(dian)站(zhan)(zhan)有一(yi)(yi)个高(gao)(gao)塔,塔顶上(shang)装(zhuang)有锅炉(lu)(lu)(中(zhong)心(xin)接(jie)收器),塔的(de)(de)周围装(zhuang)有平面反(fan)(fan)射镜(定(ding)日镜),它把阳(yang)(yang)光(guang)反(fan)(fan)射后(hou)集中(zhong)在锅炉(lu)(lu)上(shang),把锅炉(lu)(lu)内的(de)(de)工(gong)作物质水加热(re)成(cheng)高(gao)(gao)温(wen)高(gao)(gao)压(ya)蒸(zheng)汽。高(gao)(gao)温(wen)高(gao)(gao)压(ya)蒸(zheng)汽通过管道(dao)一(yi)(yi)部分(fen)输(shu)送到汽轮发(fa)电(dian)(dian)机(ji),一(yi)(yi)部分(fen)输(shu)送到储热(re)器把热(re)能(neng)储存起来,以(yi)备(bei)无阳(yang)(yang)光(guang)时使(shi)用。目前美(mei)国、日本等国已建成(cheng)少量太阳(yang)(yang)能(neng)发(fa)电(dian)(dian)站(zhan)(zhan)。我国也已开展了大量的(de)(de)研究与试验工(gong)作,特(te)别(bie)是(shi)在分(fen)布(bu)式和塔式太阳(yang)(yang)能(neng)发(fa)电(dian)(dian)站(zhan)(zhan)方面,已取得可喜(xi)的(de)(de)进展。

6) 光热发电(dian)的原理

太(tai)阳(yang)能光(guang)热(re)发电的原理是(shi),通过反(fan)射镜(jing)将太(tai)阳(yang)光(guang)汇(hui)聚到(dao)(dao)太(tai)阳(yang)能收集(ji)装置(zhi),利用(yong)太(tai)阳(yang)能加热(re)收集(ji)装置(zhi)内的传热(re)介质(液体或气体),再加热(re)水形成蒸汽带动或者直接带动发电机(ji)发电。太(tai)阳(yang)能热(re)发电在早上(shang)6点钟(zhong)以前(qian)即可(ke)供(gong)应能量,之后可(ke)持续供(gong)应能量到(dao)(dao)24点,这是(shi)光(guang)伏发电所不能达(da)到(dao)(dao)的。

7) 光热发电(dian)的优势在哪里?

从技术角度(du)上看,光(guang)热发(fa)(fa)电(dian)(dian)有(you)(you)其(qi)(qi)独到的(de)三大优(you)(you)势。一是(shi)(shi)上网功率平稳,时间(jian)长。考虑(lv)云遮情况(kuang),目(mu)前蓄热时间(jian)10小时左右,而(er)光(guang)伏(fu)却(que)没(mei)有(you)(you)蓄电(dian)(dian)系统。二是(shi)(shi)余(yu)热综合利用,这是(shi)(shi)其(qi)(qi)他新能源(yuan)所(suo)没(mei)有(you)(you)的(de)特(te)性。这个特(te)性可使光(guang)热发(fa)(fa)电(dian)(dian)与常(chang)规能源(yuan)实现(xian)互(hu)补,实现(xian)减煤目(mu)标,达到节(jie)能减排效果。三是(shi)(shi)优(you)(you)异的(de)环境特(te)性。光(guang)热发(fa)(fa)电(dian)(dian)每千(qian)千(qian)瓦时电(dian)(dian)量排出二氧化碳仅有(you)(you)12千(qian)克(ke),光(guang)伏(fu)发(fa)(fa)电(dian)(dian)是(shi)(shi)110千(qian)克(ke),天然气发(fa)(fa)电(dian)(dian)为435千(qian)克(ke),煤电(dian)(dian)为900千(qian)克(ke)。

8) 光伏发电是什么?

光(guang)伏发电(dian)(dian)是利(li)用半导体界面(mian)的光(guang)生(sheng)伏特效应(ying)而将光(guang)能(neng)直接转变为(wei)电(dian)(dian)能(neng)的一(yi)种技术(shu)。这种技术(shu)的关键元(yuan)件(jian)是太(tai)阳能(neng)电(dian)(dian)池。太(tai)阳能(neng)电(dian)(dian)池经(jing)过串联后(hou)进行封装保(bao)护可形(xing)成(cheng)大(da)面(mian)积的太(tai)阳电(dian)(dian)池组(zu)件(jian),再配合上功率控(kong)制器等部件(jian)就(jiu)形(xing)成(cheng)了光(guang)伏发电(dian)(dian)装置。

9) 什么是光伏电站?

光伏电(dian)(dian)站是利用太阳能电(dian)(dian)池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电(dian)(dian)能的一(yi)种(zhong)新型发电(dian)(dian)系统,有独(du)立运行(xing)和并网运行(xing)两种(zhong)方式。

10) 光伏发(fa)电的原(yuan)理(li)是什么呢?

光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)(shi)根据光(guang)(guang)(guang)生伏特(te)效应原理(li),利用(yong)太阳(yang)电(dian)(dian)(dian)(dian)池将太阳(yang)光(guang)(guang)(guang)能直接转化为电(dian)(dian)(dian)(dian)能。不(bu)论(lun)是(shi)(shi)独立使(shi)用(yong)还是(shi)(shi)并网(wang)发电(dian)(dian)(dian)(dian),光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)(dian)(dian)系统主要由太阳(yang)电(dian)(dian)(dian)(dian)池板(组件)、控制器(qi)和逆变器(qi)三(san)大部(bu)分组成,它们主要由电(dian)(dian)(dian)(dian)子元器(qi)件构(gou)成,不(bu)涉及机(ji)械部(bu)件。光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)(dian)(dian)设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安(an)装(zhuang)维(wei)护简便。理(li)论(lun)上(shang)讲,光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)(dian)(dian)技术(shu)可以用(yong)于任何需要电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)场合,上(shang)至航(hang)天器(qi),下(xia)至家用(yong)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan),大到兆瓦级电(dian)(dian)(dian)(dian)站,小到玩具(ju),光(guang)(guang)(guang)伏电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)无处不(bu)在。

11) 光伏发电(dian)优点有哪些(xie)?

(1) 太(tai)阳能(neng)取之不(bu)(bu)尽(jin),用(yong)之不(bu)(bu)竭,地球表(biao)面接受(shou)的太(tai)阳辐(fu)射(she)能(neng),足够满(man)足目前全球能(neng)源(yuan)需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安(an)装太(tai)阳能(neng)光(guang)伏系统,所发(fa)电(dian)力(li)就可(ke)以满(man)足全球的需要。太(tai)阳能(neng)发(fa)电(dian)安(an)全可(ke)靠(kao),不(bu)(bu)会遭受(shou)能(neng)源(yuan)危机或燃料市场不(bu)(bu)稳定(ding)的冲击;

(2) 太阳能(neng)随处(chu)可处(chu),可就近(jin)供电,不必长(zhang)距(ju)(ju)离输送,避免了长(zhang)距(ju)(ju)离输电线路的损失;

(3) 太(tai)阳能不用燃(ran)料,运行(xing)成本(ben)很低;

(4) 太阳能(neng)发电(dian)没有运动部件,不易(yi)用损坏(huai),维护(hu)简单(dan),特别适(shi)合于无人值守情况(kuang)下使(shi)用;

(5) 太阳能(neng)发电不(bu)会产生任何废弃物,没有污染、噪(zao)声(sheng)等公害,对环境无不(bu)良影(ying)响,是理想的清(qing)洁能(neng)源;

(6) 太(tai)(tai)阳能(neng)发(fa)电(dian)系统(tong)建设(she)周期短(duan),方便灵(ling)活(huo),而且(qie)可以根据负荷(he)的增(zeng)减(jian),任(ren)意添加或减(jian)少太(tai)(tai)阳能(neng)方阵容(rong)量,避免浪费。

12) 居(ju)民太阳能发电优势(shi)众多,多在哪?

目(mu)前,我(wo)国能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)产(chan)业结(jie)构主要以(yi)火电(dian)(dian)为主,每(mei)年向大(da)气中排放大(da)量(liang)的二(er)氧化碳、二(er)氧化硫(liu)等污染物。而我(wo)国太阳能(neng)资源(yuan)(yuan)(yuan)却很丰富。数据(ju)显示,太阳能(neng)发电(dian)(dian)资源(yuan)(yuan)(yuan)能(neng)达到(dao)2.1万亿千(qian)瓦(wa),只需开(kai)发1%即(ji)达到(dao)210亿千(qian)瓦(wa),这在国家(jia)节能(neng)减排事业中发挥重(zhong)要作用(yong)。

一是(shi)能(neng)(neng)量投(tou)入产(chan)出比高(gao)。从(cong)新(xin)建电(dian)站所消(xiao)耗能(neng)(neng)量与(yu)电(dian)站运行周(zhou)期内的(de)(de)发电(dian)量之(zhi)比看(kan),太阳能(neng)(neng)发电(dian)可(ke)达10~15倍(bei),在(zai)光照良好的(de)(de)地区可(ke)达到(dao)15~20倍(bei),这么巨大的(de)(de)能(neng)(neng)量产(chan)出与(yu)其他(ta)能(neng)(neng)源相(xiang)比有很(hen)大优势(shi)。

二是从电(dian)站(zhan)建设成(cheng)本看,随着太阳(yang)能发电(dian)的大规模应用(yong)和(he)(he)推广,尤(you)其(qi)是晶体(ti)硅产业和(he)(he)光伏发电(dian)技(ji)术的日趋(qu)成(cheng)熟(shu),建筑房顶、外(wai)墙(qiang)等平(ping)台(tai)的复合开(kai)发利用(yong),每千瓦太阳(yang)能发电(dian)建设成(cheng)本在近几年内可能降至7000元~10000元,相(xiang)比其(qi)他可再生(sheng)能源具有同样经济优(you)势。

三是碳排放量最少。从目前各种发电方式的碳排放量来看,煤电为275克,油发电为20克,天然气发电为181克,风力发电为204克,而太阳能发电则接近零排放。如果安装90平方米的太阳能发电设备,日发电量最高可达到18度,年发电量平均达到5000度,相当于节省约1900公斤标准煤,减排二氧化碳6吨。
四是转换环节最少最直接。太阳能发电直接将太阳辐射能转换为电能,对太阳能的转换环节较少、利用也最为直接。

13) 我的屋顶想装太(tai)阳(yang)能发电,系(xi)统(tong)包括些什(shen)么?

太(tai)阳(yang)能(neng)光(guang)伏发电系统(tong)主要(yao)是(shi)由太(tai)阳(yang)能(neng)电池方阵、控制(zhi)器、蓄电池组、逆变器等设备组成,其各部分设备的作(zuo)用(yong)是(shi):

(1)太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)方(fang)阵。太(tai)(tai)阳(yang)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)方(fang)阵由太(tai)(tai)阳(yang)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)组(zu)(zu)合(he)板和方(fang)阵支架组(zu)(zu)成。因为单(dan)个太(tai)(tai)阳(yang)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压一般比较低,所以(yi)通常都(dou)要(yao)把它们(men)串(chuan)、并(bing)联(lian)构成有实用(yong)价值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)阳(yang)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)板,作为一个应(ying)(ying)(ying)用(yong)单(dan)元,然后根据供电(dian)(dian)(dian)要(yao)求,再由多个应(ying)(ying)(ying)用(yong)单(dan)元的(de)(de)(de)串(chuan)、并(bing)联(lian)组(zu)(zu)成太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)方(fang)阵。太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)板(某些(xie)半(ban)导(dao)体(ti)材料,主要(yao)是(shi)(shi)多晶(jing)硅、单(dan)晶(jing)硅以(yi)及非晶(jing)硅,经过(guo)一定(ding)工(gong)艺组(zu)(zu)装起来(lai))是(shi)(shi)太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)光伏系(xi)统(tong)(tong)中的(de)(de)(de)最主要(yao)组(zu)(zu)成部分,也是(shi)(shi)太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)光伏发电(dian)(dian)(dian)系(xi)统(tong)(tong)中价值(zhi)(zhi)最高的(de)(de)(de)部分。太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)板在有光照(zhao)情况下,电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)吸收光能(neng),电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)两(liang)端出现(xian)异号(hao)电(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)积累(lei),即(ji)产(chan)生(sheng)“光生(sheng)电(dian)(dian)(dian)压”,这就是(shi)(shi)“光电(dian)(dian)(dian)效(xiao)应(ying)(ying)(ying)”。在光电(dian)(dian)(dian)效(xiao)应(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)作用(yong)下,太(tai)(tai)阳(yang)能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)两(liang)端产(chan)生(sheng)电(dian)(dian)(dian)动势,将光能(neng)转换成电(dian)(dian)(dian)能(neng),它是(shi)(shi)能(neng)量(liang)转换的(de)(de)(de)器件。

(2)蓄(xu)(xu)电池(chi)组。其作(zuo)用是贮存太(tai)(tai)阳能(neng)电池(chi)方阵受光照时(shi)发出的(de)电能(neng)并(bing)可随时(shi)向负(fu)载供电。在太(tai)(tai)阳能(neng)并(bing)网发电系统中,可不加(jia)蓄(xu)(xu)电池(chi)组。

(3)控制(zhi)器。对电能(neng)进行调节和控制(zhi)的装(zhuang)置。

(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备,是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。


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