第一章_太阳能基础知识

第一章太阳能基本知识第一节太阳能的来源太阳从东方升起，到西方降落，太阳带来了温暖.使生物和人类生长，发育，这是人们听熟悉的自然现象。

此外，太阳照射的变化，还引起四季和昼夜的更替，造成大气层中的风、雨、雷、电。

那么，它的能量是从哪里来的呢?是我们要考察的问题。

首先，我们要了解太阳的构造。

简单地说，太阳是一个炽热的大气体它的直径大约为139万km(万公里)，是地球直径的109倍，它的体积是地的130万倍，而它的质量为地球的33万倍，所以，它的密度只是地球的1/4。

太阳通常可分为内球和太阳大气两大部分。

内球的外层是处于对流之中的流体区域；太阳大气又分为两层，其底层称为光球，就是我们平常所能看见的部分，它的上面是厚约几千公里的色球层，最外面是一层密度很小的日冕，它的形状不规则，而且经常变化。

从太阳球心到平均半径为1/4的范围内，含有总质量的40%，温度高达1500万℃（万摄氏度)，密度超过100g/cm3(克/厘米3）；在平均半径为70%处，温度降至50万℃；在外面的对流层，温度进一步降至约6000 0℃，密度降至1×10-8g/cm3。

太阳的主要成份是氢和氮，其中氢约占78%，氦约占20%。

在异常的高温、高压下，原子失去了全部或大部核外电子，它们在高速运动和互相碰撞之中，发生多种核反应。

其中最主要的是氢核聚合成氦核反应，称为热核反应在这种反应中，每1g(克)氢变为氮时，质量损失0. 0072g。

太阳每秒钟将6亿多吨氢变为氮，损失质量427万t(万吨)，这些质量转化为能量发射出来.总功率相当于3. 9×1020 M W(兆瓦)。

根据地球和太阳的相对位置可知，太阳总辐射能量中，只有二十二亿分之一到达地球大气层的上界，大约为1亿7300万MW。

由于大气层的散射和吸收，最后达到地球表面的太阳辐射功率大约为8500万MW。

这仍然是全球发电容量的数十万倍。

尽管太阳的发射功率如此巨大，但是，太阳的质量毕竟太大了，照这样消耗下去，仍然能够维持几十亿年。

第一章：绪论1、能源分类2、开发利用太阳能的重要意义：（1）世界能源危机日益加剧（2）环保意识的增强（3）常规电网的局限性3、太阳能电池的优缺点：4、太阳能发电的类型：（1）太阳能热发电：太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电、太阳能蝶式热发电（2）太阳能光伏发电利用光电效应5、光伏系统分类：独立（离网）发电系统和并网发电系统第二章：太阳辐射1、太阳可以近似看成一个温度约为6000k的黑体2、3、韦恩位移定理：在一定温度下，黑体的温度与辐射本领的最大值相对应的波长的乘积为一常数4、天球坐标系：赤道坐标系和地平坐标系5、赤道坐标系（1）时角上午为负；下午为正。

从正午起算（2）赤纬角赤纬角与地区无关、春分日和秋分日的赤纬角为0度6、地平坐标系（1）天顶角和高度角7、方位角8、大气质量地面光伏应用中统一规定大气质量为1.5（AM1.5）；大气层上界为AM0 9、太阳峰时数（PSH）1PSH表示1000w/m2照射1小时10、水平面上的太阳总辐照度太阳直射辐射度和散射辐照度总和11、我国太阳能资源最丰富的是：西藏第三章：太阳能电池原理—半导体基础1、硅太阳电池：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、微晶硅太阳电池2、晶体（具有长程有序）：单晶多晶非晶体3、半导体：直接带隙半导体和间接带隙半导体4、半导体：本征半导体和非本征半导体（掺杂半导体）本征半导体：没有杂质和缺陷的半导体掺杂半导体：N型半导体、P型半导体N型半导体（5价磷原子-施主原子）：P型半导体（3价硼元素-受主原子）：5、冷热探针法：判断半导体是P型（指针偏热端）还是N型（指针偏冷端）6、载流子的传输：漂移电流和扩散电流漂移电流（外加电压作用下）扩散电流（载流子浓度差）总电流：7、爱因斯坦关系式：8、非平衡少数载流子占主导地位。

9、复合分类：辐射复合、经由陷阱的复合、俄歇复合、表面复合10、PN结内建电场（势垒电场）：由n区指向p区11、光生伏特效应：指半导体在受到光照时产生电动势的现象（条件：所吸收的光子能量大于半导体的禁带宽度）12、太阳电池的基本工作原理（1）由于内光电效应，光子被半导体吸收，在P-N结的p侧和n侧两边产生电子空穴对，光生电子-空穴产生后，向P-N结的边界扩散（2）在离开P-N结一个少数载流子扩散长度以内产生的电子和空穴通过扩散到达空间电荷区（3）电子-空穴对被电场分离，产生光生电动势。

太阳能热水器维修手册简介：太阳能热水器作为一种绿色能源利用设备，在家庭中被广泛应用。

然而，由于长期使用或不正确操作，热水器可能会出现各种故障。

本手册旨在帮助用户了解太阳能热水器的常见问题，并提供相应的维修方法和解决方案。

第一章：太阳能热水器基本知识1.1 太阳能热水器工作原理太阳能热水器利用太阳能辐射加热水，通过热水管道将热水送入家庭供水系统。

核心组件包括太阳能集热器、热水储存箱和循环泵。

1.2 太阳能热水器分类根据集热器的类型，太阳能热水器可分为平板式和真空管式。

1.3 常见太阳能热水器故障常见故障包括集热器漏水、水箱温度不达标、水泵异常、水质问题等。

第二章：太阳能热水器故障排除及维修方法2.1 集热器漏水2.1.1 检查漏水点在集热器周围仔细检查是否存在漏水现象，可使用肥皂水测试漏水点。

2.1.2 封闭漏水点使用专业密封剂或硅胶对漏水点进行处理，确保不再继续漏水。

2.2 水箱温度不达标2.2.1 检查水箱绝缘层检查水箱绝缘层是否完好，如果有破损或老化，应及时更换。

2.2.2 检查循环泵工作状态检查循环泵是否正常工作，如果有异常，应及时维修或更换。

2.3 水泵异常2.3.1 检查电源供应检查水泵的电源供应是否稳定，确保正常运行。

2.3.2 清洗水泵过滤器清洗水泵过滤器，确保畅通无阻，使水泵正常运转。

2.4 水质问题2.4.1 检测水质可使用水质测试工具检测供水管道的水质，并根据测试结果采取相应的净水处理措施。

2.4.2 清洗水箱定期清洗水箱，避免水质问题引起的故障。

第三章：预防太阳能热水器故障的措施3.1 定期维护保养定期清洗集热器、水箱和水泵，并检查管道是否有漏水、堵塞等问题。

3.2 正确操作使用遵循太阳能热水器的使用说明书，避免误操作导致故障。

3.3 天气适应措施在恶劣天气情况下，及时采取保护措施，如接好水泵电源，防止冷冻等。

结语：本手册介绍了太阳能热水器的基本知识，列举了常见的故障，并提供了相应的维修方法和预防措施。

太阳能建筑一体化技术与应用知识要点第一章1、光投射到光伏材料上存在反射、吸收和透射三种可能。

在无视反射的情况下，材料对光的吸收量取决于材料的吸收系数和材料的厚度。

太阳光在光伏材料中由于被吸收而使光强沿材料厚度方向不断下降；材料的光吸收系数由材料特性和透射光的波长共同决定。

2、能量为E P=hV的光子落在半导体材料上时可分为三种情况：P33、短路电流I SC——P34、开路电压V OC——P45、用于太阳电池的半导体材料三种形式中不存在晶粒之间边界的是〔〕Ａ单晶体Ｂ多晶体Ｃ非晶体Ｄ以上都存在6、简述Ｐ—Ｎ结的工作原理P67、太阳电池从材料的晶体结构来分有单晶太阳电池、多晶太阳电池、非晶太阳电池；从Ｐ－ｎ结结构来分有同质结太阳电池和异质结太阳电池。

8、为了使太阳电池光－电转换效率高，必须具有以下条件：高电流、高电压、低寄生电阻。

9、实际情况下，太阳电池的特性中，短路电流I SC与得到的光强成正比，开路电压V OC与得到的光强成对数地增大。

10、填充因子FF是太阳电池品质的量度，FF越大，太阳电池的质量越高，FF由太阳电池的材料和器件结构决定，其典型值通常处于60%~85%。

11、理想太阳电池的串联电阻R S=0，R S的增大会降低太阳电池的效率，由于材料缺陷引起的低并联电阻R Sh也会降低太阳电池的效率，R S和R Sh对太阳电池性能影响的差异在于不会影响开路电压V OC，而的减小会使V OC变小。

12、太阳能光伏建筑一体化——13、从建筑学、光伏技术和经济效益方面的观点来看，光伏发电技术和建筑学相结合的光伏建筑一体化具有的优点是？P1414、光伏与建筑的结合有两种形式为：建筑与光伏系统相结合和建筑与光伏组件相结合。

15、光伏系统应用非常广泛，其基本形式主要可以分为独立光伏发电系统，并网光伏发电系统，风力、光伏和柴油机混合发电系统以及太阳能热、电混合系统四大类。

16、独立光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池、负载、控制器和逆变器组成。

课程大纲第一部分：基础知识第章引言第一章：引言第二章：半导体基础第三章：P-N结第四章：太阳能电池基础第二部分：传统太阳能电池第章能第五章：晶体硅太阳能电池第六章：高效III-V族化合物太阳能电池第七章：硅基薄膜太阳能电池第八章：高效薄膜太阳能电池（CIGS, CdTe）第三部分：新型太阳能电池第九章：有机太阳能电池第十章：染料敏化及钙钛矿太阳能电池第十一章：其它新型太阳能电池（量子点，中间带等）第十二章：多结太阳能电池主讲教师：（1-4 章：18学时）；82304569，xwzhang@张兴旺14章学时）xwzhang@semi ac cn尹志岗（5-7 章：14学时）；82304469，yzhg@游经碧（8-12章：22学时）；82304566，jyou@课程性质：专业选修课课程性质专业选修课课时：54课时考试类型：开卷成绩计算方式：期末考试（70%）+小组文献汇报（30%）成绩计算方式期末考试参考书目：1熊绍珍朱美芳：《太阳能电池基础与应用》科学出版社1. 熊绍珍，朱美芳：《太阳能电池基础与应用》，科学出版社，2009年2. 刘恩科，朱秉升，罗晋生：《半导体物理学》，电子工业出版社，2011年3. 白一鸣等编，《太阳电池物理基础》，机械工业出版社，2014年第一章引言太阳能的利用方式1.2太阳能资源及其分布31.114太阳电池工作原理31.3太阳电池发展历程1.4太阳电池应用与趋势31.51.6中国光伏发电的现状1973年，由于中东战争而引起的“石油禁运”，全世界发生了以石油为代表的能源危机，人类认识到常规能源的局限性、以石油为代表的“能源危机”，人类认识到常规能源的局限性有限性和不可再生性，认识到新能源对国家经济发展、社会稳定及安全的重要性。

与此同时，环境污染日益加剧、极端天气频繁出现，不断挑战着人类的忍受极限……1.1 太阳能资源：未来能源的主要形式太阳能核能地热能生物质能风能水势能清洁能源－－光伏发电太阳------物理参数太阳------地球生命之源！表度太阳------巨大的火球！表面温度：5760-6000K中心温度：1.5×107K日冕层温度：5×106K198930质量：1.989×10kg太阳每秒释放的能量：3.865×1026J，相当于132每秒燃烧1.32×1016吨标准煤的能量(世界能源消耗)3.0 ×1020joule/y=万分之一！3.0 ×1024joule/y万分之巨大潜力(照射到地面的太阳能)457亿年>50亿年我国的太阳能资源45.7亿年，>50亿年，取之不尽、用之不竭地表每年吸收太阳能17000亿吨标煤2007年一次能源26.5亿吨标煤解决能源危机特点能源取之不尽、无污染地球表面角度0.1%的太阳能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍资源丰富太阳环改善环境、保护气候无污染物废气噪音的污染特点能的境角无污染物、废气、噪音的污染1 MW并网光伏电站的年发电能力约为113万优点度并能kWh，可减排二氧化碳约191余吨相当于每年可节省标准煤约384余吨，减排粉尘约5.5吨，减排灰渣约114吨，减排二氧化硫约节能减排8.54吨。

第一章能源的分类能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。

根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。

1、按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。

除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。

人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。

煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。

它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。

此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

②地球本身蕴藏的能量。

如原子核能、地热能等。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量。

如潮汐能。

温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。

地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。

地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。

地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。

火山爆发一般是这部分岩浆喷出。

地球内部为地核，地核中心温度为2000度。

可见，地球上的地热资源贮量也很大。

2、按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源。

前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。

后者指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。

一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等）。

根据产生的方式可分为一次能源（天然能源）和二次能源（人工能源）。

一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中包括水、石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内；二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。

光伏组件培训资料第一章：光伏组件基础知识光伏组件是光伏电站的核心组成部分，负责将太阳能转化为电能。

本章将介绍光伏组件的基础知识，包括构成、工作原理和分类等内容。

1.1 光伏组件的构成光伏组件主要由光伏电池、外壳、背板、接线盒和钢化玻璃等部分构成。

光伏电池是将太阳能转化为电能的核心元件，外壳和背板起到保护和支撑作用，接线盒则用于连接电池和输入输出电路，而钢化玻璃作为光伏组件的表面保护层。

1.2 光伏组件的工作原理光伏组件的工作原理基于光伏效应，通过将光能转换为电能实现电力的发电。

当光线照射到光伏组件上时，光伏电池中的半导体材料将光能吸收并将其转换为电能。

这些电能经过电池的排列和连接后，可以输出稳定的直流电。

1.3 光伏组件的分类根据材料和工艺的不同，光伏组件可以分为单晶硅、多晶硅和非晶硅三种类型。

其中，单晶硅光伏组件具有高转换效率和较好的温度特性，多晶硅光伏组件相对便宜但效率略低，非晶硅光伏组件则具有柔性和轻薄特点。

第二章：光伏组件性能测试与评估光伏组件的性能测试与评估是确保光伏电站正常运行的重要环节。

本章将介绍光伏组件的性能测试方法和评估标准，并介绍光伏组件的常见问题及解决方法。

2.1 光伏组件性能测试方法光伏组件的性能测试主要包括输出功率测试、开路电压测试、短路电流测试和填充因子测试等。

这些测试方法可以帮助评估光伏组件的实际发电能力、工作稳定性和电气参数。

2.2 光伏组件性能评估标准光伏组件的性能评估标准主要包括转换效率、温度系数、光电流和漏电流等多个指标。

这些指标能够全面评估光伏组件的能量转换效率、抗压能力和安全性能。

2.3 光伏组件常见问题及解决方法光伏组件在使用过程中可能会出现一些常见问题，如灰尘覆盖、组件老化和线路损耗等。

本节将介绍这些问题的原因分析和解决方法，以确保光伏组件的正常发电效果。

第三章：光伏组件安装与维护光伏组件的安装和维护对于保证光伏电站的正常运行至关重要。

本章将介绍光伏组件的安装要点和维护注意事项，帮助培训人员掌握光伏组件的安装和维护技能。

光伏电站安全教育培训教材第一章：光伏电站基础知识光伏电站是利用太阳能将光能转化为电能的装置，具有环保、可再生等优点。

然而，光伏电站也存在一定的安全风险，因此进行安全教育培训至关重要。

一、光伏电站的组成光伏电站由太阳能电池板、并网逆变器、直流开关设备等组成。

了解光伏电站的组成是安全培训的基础。

二、太阳能电池板的工作原理太阳能电池板是光伏电站的核心组件，需要了解其工作原理及相关知识，包括光电效应、PN结、光伏效应等。

三、并网逆变器的功能与作用并网逆变器将直流电转化为交流电，用于将光伏电站发电系统的电能与电网连接。

学员需要了解其功能与作用，以及相关的安全措施。

第二章：光伏电站安全管理光伏电站的安全管理是确保电站及相关人员安全的关键措施。

一、光伏电站安全管理制度建立健全的安全管理制度是光伏电站安全的前提。

培训内容包括安全责任制、安全管理制度、应急预案等。

二、光伏电站安全生产标准安全生产标准是保障电站运行安全的依据，包括施工安全标准、接地标准、设备运行标准等。

三、安全检查与维护学员需要了解光伏电站的安全检查内容，如设备完好性、线路清晰性、接地系统等，并学习维护光伏电站的方法与技巧。

第三章：光伏电站事故与应急处理光伏电站事故的发生对人员和设备均会造成不可估量的损失，因此应急处理能力至关重要。

一、光伏电站事故类型培训内容包括光伏电站可能发生的事故类型，如火灾事故、电击事故等。

学员需要了解各种事故的特点与预防措施。

二、应急处理流程针对不同类型的事故，应急处理流程各不相同。

学员需要学习各种事故的应急处理流程，包括报警、人员疏散、灭火等。

三、应急演练光伏电站的安全教育培训还应包括应急演练环节，通过模拟真实事故场景，让学员了解应急处理的实际操作技巧。

第四章：个人防护与安全意识个人防护与安全意识是每个从业人员都应具备的基本素质，也是保障光伏电站安全的重要环节。

一、个人防护措施学员需要了解与光伏电站工作相关的个人防护设备及使用方法，如安全帽、防护服、绝缘手套等。

第一章太阳能热水系统要求太阳能安装情况说明：太阳能安装在监区4个宿舍楼楼顶，每个宿舍楼面安装2个5吨水箱，其中1个集热水箱，1个恒温供水水箱，每个宿舍楼面安装10组58/1800-50支集热器，在日光充裕情况下可产生5吨不低于40℃洗浴用水，自动运转，共4个监区每个监区13个房间，每个房间安装洗浴喷头，具备洗浴条件。

第一节设计要求1.1 为充分利用太阳能资源、减少运行费用、节能环保、安全可靠，使用太阳能，不安装辅助能源。

系统主要配置：太阳能集热器系统采用太阳能真空集热管φ58/1800mm，每组集热器支数为50支，1.2 工程所选用的主要设备质保期1年。

1.3 系统要实现低温防护、自动循环、自动补水。

太阳能控制系统采用自动控制和手动控制，实现对太阳能全天候的自动运转。

1.4 太阳能系统的防冻要求：太阳能系统主要是管道防冻，采用主动式和被动式相结合的办法。

主动式采用温差循环方式，当管道内水温接近4℃时，太阳能循环水泵自动启动，当水温升到10℃时，自动停止。

一般在冬季夜晚，是防冻工作的主要时间采用防冻伴热带。

被动防冻使用橡塑保温，保温层厚度为30mm,保温棉外面用铝箔胶带防护。

1.5 可靠性：（1）整个系统运行自动运转。

（2）应有冬季智能防冻功能。

1.6 系统要求：（1）系统设计工艺先进，有效降低能耗。

（2）室内管路及具备洗浴条件喷头，第二节供货商资格要求2.1 供应商须在中国境内注册；2.2 供应商需具备太阳能热利用工程设计A级资质；2.3 供应商需具备机电工程施工总承包三级及以上资质或具有建筑机电安装工程专业承包三级及以上资质；2.4 供应商需具备有效的企业安全生产许可证；2.5 供应商需具备太阳能集热器具备相应检测报告；2.6 供应商需具备质量ISO9001，环境14001，山东省建筑节能技术与产品应用认定证书。

2.7 供应商需具备提供本地售后服务能力及安装工程案例。

2.8 本次采购只接受制造商投标，不接受代理商投标，不接受联合体投标。