太阳能光热发电基础知识学习

太阳能发电基础知识太阳能发电是指通过太阳能将光能转化为电能的一种方式，是一种可再生能源的利用形式。

太阳能发电的过程主要包括光照吸收、光电转换和电能输出三个关键步骤。

本文将介绍太阳能发电的基础知识，包括太阳能的来源、太阳能光伏发电原理、主要的太阳能发电技术以及太阳能发电的优势和局限性。

一、太阳能的来源太阳是地球上最重要的能源来源之一，它以恒定不变的方式向地球释放出大量的能量。

太阳能的源头是核聚变反应，太阳核心中的氢原子核发生反应，释放出大量的能量，形成太阳辐射。

这些辐射以电磁波的形式传播到地球，为太阳能发电提供了无尽的能量。

二、太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电是通过光电效应将太阳能转化为电能的一种技术。

太阳光中的光子进入太阳能电池板的半导体材料中，与材料中的原子碰撞后，电子得到激发并跳出原子束缚，形成电流。

这个过程中，太阳光的能量被转化为电子的动能，从而实现了光能到电能的转化。

三、太阳能发电技术目前，主要的太阳能发电技术包括晶体硅太阳能电池技术、薄膜太阳能电池技术以及集成光伏发电技术。

1. 晶体硅太阳能电池技术晶体硅太阳能电池是目前最主流的太阳能发电技术之一。

它采用单晶硅或多晶硅制成的太阳能电池片，具有较高的转换效率和较长的寿命。

晶体硅太阳能电池的制造成本相对较高，但其稳定性和可靠性较好，广泛应用于太阳能发电领域。

2. 薄膜太阳能电池技术薄膜太阳能电池采用非晶硅材料或其他半导体材料制成的薄膜电池片，具有较低的制造成本和灵活性。

它的转换效率相对较低，但适用于大面积的太阳能发电应用，例如建筑物外墙、屋顶等。

3. 集成光伏发电技术集成光伏发电技术是将太阳能电池板整合到建筑物、车辆或其他设备上，通过优化设计和布局，实现太阳能的最大化利用。

这种技术将太阳能发电与建筑、交通等领域的需求紧密结合，最大限度地提高了太阳能的利用效率。

四、太阳能发电的优势和局限性太阳能发电具有众多的优势，例如无噪音、零排放、可持续等，因此备受关注。

太阳能光热发电原理
太阳能光热发电是利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。

其原理基于热力学和光电转换原理。

首先，太阳能光热发电利用太阳辐射的光能，通过太阳能集热器（如太阳能平板集热器、抛物槽集热器）将光能吸收并转化为热能。

太阳能集热器通过黑色吸热涂层或反射镜技术，最大限度地吸收和集中太阳光能。

集热器内的工作流体（如水、油）被加热至高温。

其次，将被加热的工作流体传递给热能转换装置，如蒸汽发生器。

高温工作流体通过热交换，将热能传递给工作介质（如水）使其发生相变，产生高压高温的蒸汽。

蒸汽通过蒸汽涡轮机驱动发电机运转，从而将热能转化为机械能。

最后，通过发电机将机械能转化为电能。

机械能驱动发电机转动，产生交流电。

发电机内的导线在磁场作用下，通过电磁感应原理产生电流，从而将机械能转化为电能。

太阳能光热发电的原理就是通过太阳能的光能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。

这种发电方式具有可再生、清洁、无污染的特点，在可再生能源领域具有广泛的应用前景。

太阳能光伏发电必须掌握的基础知识1、太阳能光伏系统的组成和原理太阳能光伏系统由以下三部分组成：太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。

太阳能光伏系统具有以下的特点：- 没有转动部件，不产生噪音；- 没有空气污染、不排放废水；- 没有燃烧过程，不需要燃料；- 维修保养简单，维护费用低；- 运行可靠性、稳定性好；- 作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上;根据需要很容易扩大发电规模。

光伏系统应用非常广泛，光伏系统应用的基本形式可分为两大类：独立发电系统和并网发电系统。

应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。

随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电,主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。

光伏系统的规模和应用形式各异,如系统规模跨度很大，小到0。

3～2W的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站，如3。

75kWp家用型屋顶发电设备、敦煌10MW 项目。

其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用.尽管光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同.图4—1是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。

其中包含了光伏系统中的几个主要部件：光伏组件方阵:由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。

蓄电池：将太阳电池组件产生的电能储存起来,当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。

目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统,通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。

太阳能发电知识目前世界上正在大量开发利用太阳能，而利用太阳能发电最主要的方式有两种：一是用太阳能电池板，即光伏电池，直接将光能变为电能；二是利用聚光装置，将太阳光聚焦后，得到高温，即太阳能锅炉，再用传统的机械方式发电。

一、太阳能光伏发电原理1．光伏效应光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光生伏特效应简称为光伏效应，如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。

界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。

电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。

此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。

对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。

通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。

界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。

2.太阳能发电系统太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。

其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

(1) 电池单元由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。

单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。

同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。

太阳能热发电知识普及●概念太阳能热发电，全称为聚焦型太阳能热发电（英文全称：Concentrating Solar Power，简称CSP），是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。

●太阳能利用概述其实人类利用太阳能已有3000多年的历史，非常悠久。

但真正把太阳能作为一种能源和动力加以利用，其历史却只有不到400年。

自17世纪初以来可以按照太阳能利用发展和应用的状况，把现代世界太阳能利用的发展过程大致划分为以下8个阶段。

初始阶段：近代太阳能利用的历史，一般从1615年法国工程师所罗门，德·考克斯发明世界上第一台利用太阳能驱动的抽水泵算起；第二阶段：1901～1920年这一阶段世界太阳能研究的重点，仍然是太阳能动力装置。

但采用的聚光方式多样化，并开始采用平板式集热器和低沸点工质；第三阶段：1921～1945年由于化石燃料的大量开采应用及爆发了第二次世界大战的影响，此阶段太阳能利用的研究开发处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目及研究资金大为减少；第四阶段：1946～1965年，太阳能利用的研究开始复苏，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，在太阳能利用的各个方面都有较大进展；第五阶段：1966～1973年此阶段由于太阳能利用技术还不成熟，尚处于成长阶段，世界太阳能利用工作停滞不前，发展缓慢；第六阶段：1973～1980年这一时期爆发的中东战争引发了西方国家的“石油危机”，使得越来越多的国家和有识之士意识到，现时的能源结构必须改变，应加速向新的能源结构过渡，客观上使这一阶段成了太阳能利用前所未有的大发展时期；第七阶段：1981～1991年由于世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力，太阳能利用技术无重大突破；第八阶段：1992年至今，1992年6月联合国“世界环境与发展大会”在巴西召开之后，世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发，使太阳能的开发利用工作走出低谷，得到越来越多国家的重视和加强。

太阳能光热发电原理太阳能光热发电的主要形式有哪些光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。

它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。

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1.太阳能光热发电原理光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。

它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。

利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能，将传热介质加热到几百度的高温，传热介质经过换热器后产生高温蒸汽，从而带动汽轮机产生电能。

此处的传热介质多为导热油与熔盐。

通常我们将整个的光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。

集热系统：集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。

如果说集热系统是整个光热发电的核心，那么聚光装置就是集热系统的核心。

聚光装置即为聚光镜或者定日镜等。

其反射率、焦点偏差等均能影响发电效率。

目前国内生产的聚光镜，效率可以达到94%，与国外生产的聚光镜效率相差不大。

集热系统采集太阳能，将太阳能转化为热能。

热传输系统：热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。

利用传热介质将热能输送给蓄热系统。

传热介质多为导热油和熔盐。

理论上，熔盐比导热油温度高，发电效率大，也更安全。

热传输系统一般有预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器等组成。

热传输系统的基本要求是：传热管道损耗小、输送传热介质的泵功率小、热量传输的成本低。

在热传输过程中，传热管道越短，热损耗就越小。

蓄热与热交换系统：个人认为，光热发电技术在蓄热与热交换系统中充分体现了对比光伏发电技术的优势。

即将太阳热能储存起来。

可以在夜间发电，也可以根据当地的用电负荷，适应电网调度发电。

蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。

蓄热系统中对储热介质的要求为：储能密度大，来源丰富且价格低廉，性能稳定，无腐蚀性，安全性好，传热面积大，热交换器导热性能好，储热介质具有较好的黏性。