太阳能发电工作原理及其对存在的问题
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太阳能光伏发电系统中的问题与应对措施摘要:与其他技术相比,太阳能光伏发电技术的存在不但能够满足各方面需求,在一定程度上也可以对社会和经济发展起到积极和高效的推动。
相关部门与企业在进行技术研发中,需要利用较为完善的系统进行环节控制,通过模式推演的手段完成发电系统的优化与升级,这样不但能够有效提高电力行业的经济发展,对于整个社会建设也会产生积极有效的促进作用。
基于此,文章阐述太阳能光伏发电发展中的问题,应对的措施,包括科技手段的创新优化、自动化控制功率调节、配备放电自锁装置、光伏项目的运维管理。
关键词:太阳能光伏发电系统;问题;应对措施1太阳能光伏发电系统的含义太阳能光伏发电系统是指利用太阳能光伏技术,将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。
它通过将太阳能辐射转换成直流电并存储在电池组中,再通过逆变器将直流电转换为交流电供电使用。
太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、电池组、逆变器、控制器、电缆等组成,可以直接将太阳能转换为电能,不需要传统的燃料,不会产生任何污染,是一种清洁、可再生的能源。
太阳能光伏发电系统的优点包括:(1)环保节能。
太阳能光伏发电系统不需要传统的燃料,不会产生任何污染,是一种清洁、可再生的能源,具有环保节能的特点。
(2)维护成本低。
太阳能光伏发电系统的运行成本低,维护成本也较低,可以大大降低能源的使用成本。
(3)独立运行。
太阳能光伏发电系统可以独立运行,不需要外部能源的支持,可以在远离城市、野外等地区使用。
(4)可扩展性强。
太阳能光伏发电系统可以根据需要进行扩展,可以适应不同规模、不同功率的电力需求。
(5)长寿命。
太阳能光伏发电系统具有长寿命的特点,一般可以使用20年以上。
总之,太阳能光伏发电系统是一种环保、节能、可再生的新能源,具有广阔的应用前景和市场潜力。
2太阳能光伏发电发展中的问题(1)原材料的生产问题。
太阳能电池板的制造需要使用多种原材料,如硅、铝、银等。
这些原材料的生产过程也会产生环境污染和能源消耗等问题,需要加强环保措施和资源利用效率。
太阳能光伏发电存在的问题及促进措施摘要:化石能源燃烧发电过程是我国CO2排放的主要来源之一。
在碳中和、碳达峰的“双碳”目标下,大力发展可再生能源等低碳或零碳能源系统,构建以新能源为主体的新型电力系统,成为能源领域技术变革的战略方向,其中光伏发电是公认的我国未来可再生能源发电的主要方式之一。
随着我国经济的快速发展,太阳能光伏技术正在逐步发展壮大,促进了国民经济的稳步发展。
但从目前国内太阳能光伏工作的现状来看,还面临着技术不够完善、产能过剩等诸多问题。
这一切都是为了改善太阳能光伏系统的效能和实用价值而进行的。
关键词:太阳能光伏;问题;测量;随着人类的发展,新的技术层出不穷,对人类的能源结构产生了巨大的影响。
因此,解决这些问题非常有意义,利用现代科技,加强和加强对太阳能光伏的各个方面的管理和控制,不但可以让整个生产流程变得更平稳;在保证电网安全运行的前提下,充分利用发电设备的功能,对国家的能源和电网的发展具有十分重要的意义。
1太阳能光伏发电概述当前温室气体引起的全球气候变化已成为全人类面临的严峻挑战。
《巴黎协定》提出了全球实现控制2℃温升并努力低于1.5℃的目标,我国在2020年9月第75届联合国大会提出了2030年碳达峰、2060年实现碳中和的“双碳”目标。
据统计,2020年我国CO2排放量达100多亿吨[1],电力行业的碳排放是其主要排放来源之一,控制电力行业的碳排放将在碳减排中发挥关键作用,将直接影响我国“双碳”目标实现的进程。
此外,在“双碳”目标下,随着电力对煤油气等的替代、工业交通等终端电气化及未来社会对电力需求的持续增长,大力开发利用可再生能源等绿色低碳、零碳能源体系,构建以新能源为主体的新型电力系统,已成为当前能源领域技术改造的战略方向。
光伏发电是我国未来可再生能源发电的主要方式之一,具有能量来源巨大、绿色环保无污染、安全可持续、安装灵活、建设周期短、使用寿命长、运维成本低、应用形式多样、适用范围广等优势。
太阳能光伏发电现状研究及问题分析太阳能光伏发电是一种利用太阳能光伏效应将太阳能直接转换为电能的技术。
近年来,随着环保意识的提高和能源需求的增加,太阳能光伏发电正受到越来越多的关注。
虽然太阳能光伏发电有着巨大的发展潜力,但目前仍存在着一些问题,本文将对其现状进行研究,并分析所面临的问题。
1. 太阳能光伏发电的现状目前,全球太阳能光伏发电装机容量已经超过了500GW,据国际能源署的数据显示,2018年全球新增光伏发电容量超过100GW,这一数字创下了历史新高。
太阳能光伏发电在全球范围内得到了广泛的应用,尤其是在欧洲、美洲、亚洲和澳大利亚等地区,太阳能光伏发电已经成为主要的电力来源之一。
在一些地区,太阳能光伏发电的成本已经大大降低,甚至与传统的化石能源发电成本相当或更低,这使得太阳能光伏发电具有了更广阔的市场前景。
尽管太阳能光伏发电取得了长足的发展,但仍然面临着一些问题。
太阳能光伏发电的技术和设备成本仍然较高,导致了太阳能发电的资金投入较大。
太阳能发电设备的制造、安装和维护仍然存在一定的技术难度,这也限制了太阳能光伏发电的普及和推广。
太阳能光伏发电受到天气和地理条件的限制。
太阳能光伏发电需要充足的阳光照射才能发挥最大的效益,而且一些地区的天气条件不利于太阳能光伏发电设备的使用。
太阳能光伏发电的设备需要占据较大的土地面积,这也给土地利用带来了一定的挑战。
太阳能光伏发电系统对电网的影响也是一个问题。
由于太阳能光伏发电的不稳定性,太阳能光伏发电系统对电网的影响需要认真考虑。
如果太阳能光伏发电的波动和不稳定性无法得到有效控制,就可能会对电网的稳定性和安全性造成影响。
太阳能光伏发电的环境影响也需要引起重视。
虽然太阳能光伏发电是一种清洁能源,但在光伏电池的生产和回收过程中,可能会产生一定的环境污染问题。
太阳能光伏发电需要占据大量土地资源,对生态环境也可能产生一定的影响。
针对上述问题,可以采取一些措施来解决。
应该加大对太阳能光伏发电技术研发和推广的力度,降低光伏发电的技术和设备成本,提高光伏发电的效率和可靠性。
太阳能光伏发电存在的问题及促进措施摘要:在现如今的社会发展过程中,新能源技术正在不断涌现并为社会能源结构优化作出重要贡献,其中太阳能光伏发电就是最为主要的技术之一,在社会经济发展过程中所占据比重较大。
所以针对太阳能光伏发电存在的问题进行控制是极为必要的,依托当前现代化的科学技术,对太阳能光伏发电各环节进行强化管理与控制,不仅仅能够使光伏发电过程更加稳定,同时,能够使发电系统的作用得到全面发挥,对我国能源以及电力事业的健康发展起到至关重要的作用。
关键词:太阳能;光伏发电;问题;措施1太阳能光伏发电前景太阳能光伏发电作为本世纪的新兴技术已被广泛应用,太阳能光伏发电能够通过太阳能电池板将太阳能吸收并转化为电能。
太阳能光伏发电不需燃料消耗,无有害气体排放,因此太阳能光伏发电具有安全、环保、寿命长、操作简单、资源丰富、可再生等特点。
由于具备这些优势,因此,太阳能光伏发电被广泛应用于各行各业中。
通过国外先进技术的引进和太阳能光伏发电技术的创新,太阳能光伏发电技术提升速度十分迅速。
随着国家能源产业的发展,绿色低碳能源的发展已经成为我国能源发展的趋势,目前,我国的太阳能光伏发电产业受国家政策的扶持,发展十分迅速,而且其发展空间大、市场前景广阔。
2太阳能光伏发电存在的问题2.1多晶硅制造技术不够成熟对于我国来讲,虽然已经成为当前世界范围内最大的光伏产业基地之一,但是光伏产业的整体发展水平仍然处于较低的层次,太阳能光伏发电过程中最需要的多晶硅技术大多数都被国外国家所掌握,这些国家在该技术的研发以及创新方面都比较成熟,所以太阳能光伏发电过程中,多晶硅的质量比较高,产生的能耗也会比较少,不会对环境造成破坏。
在太阳能发电设备生产量不断激增的过程中,太阳能发电设备当中的主要原料也就是多晶硅的需求数量不断提升,但因为我国的技术相对来讲并不是非常成熟,而且门槛也比较高,所以多晶硅的产量不能够得到提升,这不仅导致了当前多晶硅制造过程中消耗大量的能源,同时,对环境也造成了一定程度的污染。
太阳能发电的机理及效率优化太阳能是一种无穷无尽的可再生能源,是我们未来能源发展方向的重要选择之一。
太阳能发电就是将太阳辐射能转化为电能的过程。
在本文中,我将详细介绍太阳能发电的机理以及如何优化其效率。
一、太阳能发电的机理太阳能发电的本质是将太阳光辐射能转化为电能。
常见的太阳能发电设备有光伏发电和热电发电两种,两种机理不同。
1.光伏发电光伏发电利用的是半导体材料,如硅、锗、硒等,将阳光中的光子能量转变为电子能量。
半导体材料在吸收光子能量后,电子会跃迁至导带中,形成电子空穴对,电子空穴对通过电场产生电流,即成为光电流。
光伏发电系统主要包括太阳能电池组、充电/放电电路、电能储存和控制器。
太阳能电池组负责将太阳光辐射能转变为电能,充电/放电电路控制电池组的充电和向负载供电,电能储存将光伏电池发出的电能储存到电池中,控制器则是监控光伏发电系统的电池组、电路等功能的运行状态。
2.热电发电热电发电又称温差发电,是一种将热能转化为电能的发电方式。
其原理是利用材料热电效应的特性,当两端温度不同时会产生电势差,从而引起电流流动。
热电发电设备包括热电材料、导热模块和电路控制系统。
二、太阳能发电效率的影响因素太阳能发电的效率受多种因素的影响,下面列举一些主要影响因素:1.光强和光质光强是太阳高度、时间和天气等因素共同作用的结果。
光强越高,光伏电池发电效率就越高。
光质是指太阳光谱中每个波长的能量分布情况,影响光伏电池的吸收能力。
2.温度温度过高或过低都会影响光伏电池的发电效率。
过高温度会使电池板表面温度过高,降低电压输出,过低温度则导致电池板冻结,降低发电效率。
3.倾斜角度和方向太阳辐射到地球表面的角度和方向随时间和位置变化,安装光伏电池的角度和方向应尽可能接近太阳角度和方向,以获得最大的辐射能量。
三、太阳能发电效率的优化为了提高太阳能发电的效率,以下措施应该同时采用:1.选用高效太阳能电池板目前市场上的太阳能电池板种类繁多,不同电池板的发电效率也不同,应选择高效太阳能电池板。
太阳能发电是什么原理
太阳能发电是指利用太阳能光热或光电转换技术将太阳能转化为电能的过程。
太阳能是一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力,因此太阳能发电技术备受关注。
太阳能发电的原理主要有两种,光热发电和光伏发电。
首先,光热发电利用太阳能光热转换为热能,再通过热能转换为电能。
具体来说,光热发电系统通常包括太阳能集热器、储热装置和发电装置。
太阳能集热器用于吸收太阳能,将其转化为热能,然后通过储热装置储存热能,最后利用发电装置将热能转化为电能。
光热发电技术主要有槽式集热器、塔式集热器和抛物面镜集热器等,通过不同的集热器结构和工作原理来实现太阳能的集热和发电。
其次,光伏发电利用光电效应将太阳能直接转化为电能。
光电效应是指当光线照射到半导体材料上时,会产生光生电子和空穴,从而形成光生电荷对,最终通过电场分离电子和空穴,从而产生电流。
光伏发电系统通常由光伏电池组件、逆变器和电网连接装置等组成。
光伏电池组件是光伏发电的核心部件,它将太阳能光线转化为电能,逆变器用于将直流电转化为交流电,电网连接装置用于将发电系统与电网连接,实现电能的输送和利用。
综上所述,太阳能发电的原理主要包括光热发电和光伏发电两种方式。
光热发电利用太阳能光热转化为热能,再通过热能转换为电能;光伏发电利用光电效应将太阳能直接转化为电能。
这两种原理的发电技术各有特点,但都是利用太阳能资源进行清洁能源发电的重要手段。
随着科技的不断进步和太阳能技术的不断成熟,太阳能发电将在未来发挥更加重要的作用,为人类提供更多清洁、可持续的能源。
太阳能技术使用中常见问题解析与解决方案太阳能技术是一种可再生能源,是利用太阳辐射能源进行光热或光电转换的技术。
近年来,随着能源需求不断增加和环保意识的提高,太阳能技术的应用越来越广泛。
然而,在太阳能技术的使用过程中,一些常见问题可能会出现,本文将针对这些问题进行解析,并提供解决方案。
问题一:太阳能发电效率低太阳能电池板的发电效率是指太阳辐射照射在电池板上所转化成的电能的比例。
常见的问题是太阳能发电效率低,无法满足电力需求。
造成发电效率低的原因有很多,例如光照不足、电池组件老化、阴影覆盖等。
解决这个问题的方法是增加太阳能电池板的数量,改善阴影覆盖情况,定期清洁太阳能电池板,以及安装太阳能跟踪器以获得更好的光照效果。
问题二:太阳能储能成本高由于太阳能依赖于太阳辐射,而太阳光线是不稳定的,并且太阳能无法在夜间直接供电,因此需要储存太阳能以备不时之需。
然而,传统的太阳能储能系统成本较高,对于一些用户来说可能难以负担。
对于这个问题,解决方案主要是应用新兴的储能技术,如利用太阳能发电时将多余的电能储存在电容器中,或者与电网相连,将多余的电能卖给电网,然后在需要电能时从电网购买。
问题三:太阳能设备寿命较短太阳能电池板和其他太阳能设备通常有较长的使用寿命,但是在实际使用中,有时候设备的寿命可能较短。
这可能是由于不当安装、使用或维护导致的。
要解决这个问题,用户应选择质量可靠的太阳能设备,并严格按照厂家的指导手册进行安装、使用和维护。
此外,定期检查和维护太阳能设备也是延长使用寿命的关键。
问题四:太阳能系统的安装困难太阳能系统的安装需要一定的专业和技术知识,对于一些用户来说可能存在一定的困难。
为了解决这个问题,用户可以选择找专业的太阳能系统安装公司进行安装。
这样可以确保安装过程正确无误,且符合相关规范和标准。
此外,一些太阳能设备厂商也提供安装指南和技术支持,用户可以参考这些资料进行自主安装。
问题五:太阳能技术与传统能源的衔接问题太阳能技术与传统能源之间的衔接问题是一个热门的话题。
太阳能光伏发电技术现状及改进措施随着能源需求的急剧增长,人们对可再生能源的需求也日益增加。
太阳能光伏发电技术因其无污染、可再生性、广泛分布、并且能够利用自然光照而倍受关注。
目前太阳能光伏发电技术还存在一些问题和挑战,如发电效率不高、能量储存不便以及材料成本高昂等。
本文将对太阳能光伏发电技术的现状进行分析,并提出相应的改进措施。
一、太阳能光伏发电技术现状1. 发电效率不高太阳能光伏发电技术的关键问题之一是发电效率不高。
目前商业光伏电池的最高转换效率大约在20%左右,而且受到阳光强度和角度的影响,实际发电效率更低。
这意味着目前的光伏发电系统需要占用更多的土地或屋顶面积才能产生足够的电力,从而增加了成本和投资。
2. 能量储存不便太阳能发电系统的一个挑战是能量的储存和使用。
由于太阳能是不稳定的可再生能源,夜晚或多云天气时光伏发电系统无法正常发电。
需要使用能量储存技术,如电池或储能系统,来存储白天产生的电能,以供夜晚或低光照情况下使用。
3. 材料成本高昂目前太阳能光伏电池主要使用的是硅材料,成本较高,而且在生产过程中需要高温和精密加工,这使得光伏电池的制造成本也居高不下。
硅材料的资源也面临供应短缺的风险。
二、改进措施为了提高光伏电池的转换效率,可以采取多种措施。
可以研发新型材料并优化光伏电池的结构,以提高光电转换效率。
还可以改进光伏电池的制造工艺,减少材料损耗和能源消耗,从而降低成本。
优化光伏电池的组件和布局,以提高光伏电池的利用率,最大程度地吸收和利用太阳能。
为了解决能量储存不便的问题,可以加大对能量储存技术的研发和应用。
可以改进锂离子电池和钠离子电池等储能技术,以提高能量储存效率和周期。
还可以探索新型的能量储存技术,如氢能、压缩空气能等,以实现对太阳能电能的长期存储和利用。
3. 推广新型光伏材料为了降低光伏电池的制造成本和资源消耗,可以积极推广新型光伏材料的研发和应用。
可以发展有机光伏材料、钙钛矿光伏材料、柔性薄膜光伏材料等,这些新型光伏材料具有制造成本低、生产工艺简单、适应性强等优势,有望成为未来光伏发电的重要发展方向。
分布式光伏发电系统介绍随着对能源的需求日益增加,寻找可持续且环境友好的能源解决方案变得愈发迫切。
分布式光伏发电系统成为了一个备受瞩目的领域,其能够为人们提供高效、可再生的能源。
本文将介绍分布式光伏发电系统的工作原理、优点以及存在的问题。
工作原理分布式光伏发电系统是由多个光伏电池板组成的,可以将太阳能转化为电能。
这些电池板通过组合形成组件,并通过组合形成光伏电池阵列。
阵列中的每个电池板都可以独立地产生电能,将每个电池板的输出电能经过电路优化,就可以得到使用电力。
在这个过程中,太阳能光线通过光伏电池板中的半导体材料,产生光生电效应。
这使得电池板上的电子运动,形成电流。
将这些光伏电池板与电网连接,创建一个分布式能源系统,将产生的电能输入电网供应系统。
这样,当产生的能量大于使用能量时,多余的电能可以向电网输出,反之亦然。
优点分布式光伏发电系统有许多优点,在能源市场中的应用也不断扩大。
列举如下:可持续的能源光伏发电系统使用太阳能作为能源,这种能源是永久存在的资源。
环保和经济效益是使用太阳能的主要目的。
低维护成本光伏电池板的维护成本低,它们只需要定期的雨水清洗和常规检查来确保其正常工作。
相比于化石能源,分布式光伏发电系统几乎不需要维护,也就显著降低了成本。
无噪音污染分布式光伏发电系统没有内部的发电机,这样减少了光噪音污染的重要责任。
它们也不会释放有害气体,所以不会对环境和生物体造成危害。
满足能源需求分布式光伏发电系统可以满足在光照良好的时期的全年能源需求,这意味着太阳能分布式电网可以支持大规模电力需求,从而减少对其他非可再生的能源的需求。
改善稳定性分布式光伏发电系统在没有太阳光照的时期,也会开启后备机组,满足电网的需要。
这可以提高能源的稳定性和可控性。
存在的问题虽然分布式光伏发电系统具有许多优点,但也存在一些挑战和限制。
依赖天气分布式光伏发电系统的效率取决于天气。
在大雪盖住电池板或在日照时间间隔较大的地方,例如亚极地地区,光伏发电系统可能会遇到使用问题。
太阳能光伏发电技术现状及改进措施随着能源紧缺和环境污染日益严重的问题,太阳能光伏发电技术成为了备受关注的热门话题。
太阳能光伏发电技术以太阳能为能源,通过光伏电池将太阳光能转换成电能,是一种清洁、可再生的能源。
目前,太阳能光伏发电技术已经进入了快速发展的阶段,但也存在一些问题和局限性。
本文将就太阳能光伏发电技术的现状及改进措施进行探讨。
一、太阳能光伏发电技术现状1. 技术成熟度不断提高太阳能光伏发电技术经过多年的发展已经取得了长足的进步,其技术成熟度不断提高。
现在的太阳能光伏电池转换效率已经达到了20%以上,发电成本逐渐降低,使得太阳能光伏发电成为了一种具有竞争力的可再生能源。
2. 多样化的应用形式太阳能光伏发电技术已经被广泛应用于各个领域,不仅仅是屋顶和地面的大型太阳能电站,还包括光伏发电集成建筑、光伏发电路灯、光伏发电车棚等多种应用形式。
这种多样化的应用形式使得太阳能光伏发电技术能够在各个领域得到推广和应用。
3. 存在的问题和局限性虽然太阳能光伏发电技术取得了很大的进步,但仍然存在着一些问题和局限性。
首先是成本问题,目前太阳能光伏发电的成本仍然比化石能源高出许多,使得市场竞争力不足;其次是夜间发电和云雨天气下的发电效率问题,这也是目前太阳能光伏发电技术最大的局限性之一。
光伏组件的寿命和稳定性、光伏发电系统的智能化管理等问题也亟待解决。
1. 提高光伏电池的转换效率提高光伏电池的转换效率是目前太阳能光伏发电技术发展的重点。
研究人员通过不断改进材料和工艺,采用多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等各种类型的太阳能电池,来提高光伏电池的转换效率。
在光伏电池的表面涂覆抗反射膜、优化光伏电池的结构设计等方式也能够提高光伏电池的转换效率。
2. 降低太阳能光伏发电成本降低太阳能光伏发电成本是太阳能光伏发电技术发展的关键。
不断推动产业化规模化生产,降低硅材料和制作成本,提高光伏组件的寿命和可靠性,以及改进生产工艺,都是降低太阳能光伏发电成本的有效途径。
太阳能发电工作原理及其对存在的问题
在地球环境污染和育么原形势的变化日趋严峻的背景下,太阳能作为一种可再生的新
能源,具有清洁、环保、持续、长久的优势,成为人们应对能源短缺、气候变化与节能减排
的重要选择之一,越来越受到世人的强烈关注。为此,本文首先综述了太阳能发电系统的基
本工作原理,介绍了太阳能电池的结构原理,发电系统的组成等。其次,阐述了我国现在太阳
能发电技术的应用现状:我国太阳能热利用取得显著成绩,太阳能发电取得一定进展。并分
析其中存在的问题:在太阳能光伏产业存在原材料依赖进口、企业缺乏核心技术与装备、国
内市场欠发育致使产品出口国外等。最后,从制定可持续发展战略、完善体制与机制、以及
制定政策体系等方面,提出促进我国太阳能利用技术可持续发展的对策。
1
众所周粗当今世界所依赖的能源孑汐护乒石油、煤炭、核电、水力,然而这些能源储
量有限,污染严重,寻找叫种可取代有限石油并磷幽阴境无害的新能源是现今世界发展的迫切
需要。当前,由于燃烧石化燃料,加剧了温室效应,局部地区形成酸雨,使大气困撇爵俨重污染。
因此.无论是从确保长期的能源供应,还是从保护环境的角度出发,开发取之不尽而又没有公
害的新能源己是势在必行。
2
太阳能是迄今为止人类所认识的最洁净的可再生资源,也是涉及未来发展最有保障的未
开发能源。今后的几十年将是新能源技术发展的转折时期,而太阳能作为新兴的产业正在迅
速崛起。预计在未来用太阳能电池构成发电系统或在家电设备上的应用将成为主流。随着科
学技术的进步,太阳能电池的市场、应用等方面也在不断发展。
一、太阳能发电系统的工作原理
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。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。
太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元,因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。
3
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。若在内建电场的两侧面
引出电极并接上负载,理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路,就有"光生电流"
流过,太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。
4
储存单元:太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存,蓄电池的特性影响着系统的
工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的,但其容量要受到末端需电量,日照时间(发电
时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。
控制器:控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近,以获得最
高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调试技术即PWM控制方式,使整个系统始终运行于
最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障,如电池开路或接反时
切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm,又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"
式控制器,将固定电池组件的效率提高了50%左右。
逆变器:逆变器按激励方式,可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电
池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压
等,得到与照明负载频率f,额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。
二、我国现在太阳能发电技术的应用现状以及存在的问题
我国太阳能热利用工程主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳
能干燥、海水淡化和工业用热等领域。其中太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用,
是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。
5
1. 其次,中国太阳能发电领域起步较早,在 20世纪80年代以前中国光伏工业尚处于雏形,
太阳能电池的年产量一直很低,价格也很昂贵,致使太阳能光伏发电市场的发展很缓慢,除
了作为卫星电源,在地面上太阳能电池仅用于小功率电源系统,如航标灯、铁路信号系统、
高山气象站的仪器用电、电围栏、黑光灯直流日光灯等,功率一般在几瓦到几十瓦之间。后
来国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持,中央和地方政府在光伏领域投入了一定
资金,短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了3条太阳电池生产线,使我国太阳电池
的生产能力大为提升.进入21世纪,国家开始重视太阳能发电技术,开展了一系列关于太阳
能利用的课题,中国的光伏生产能力迅速增长,,绝大部分太阳能电池组件出口欧洲。在国
际市场和国内政策的拉动下,我国已成为世界三大光伏电池生产国之一。
6
但是,必须清醒地认识到,我国太阳能发电技术存在三大问题:一大问题是我国太阳
能光伏产业的硅材料主要依靠进口,特别是多晶硅原料严重依赖进口。我国太阳能级单晶
硅拉制和多晶硅铸锭所用的硅材料绝大部分是进口的。2006年,中国单晶体硅锭生产能力
已达6850t,产量达2086t.2006年,中国多晶体硅的年生产能力为400t实际生产量为300t,
仅够30Mp太阳电池的生产需求,实际生产量与需求存在巨大的差距,多晶体硅原材料基本
依赖进口,这就造成目前多晶硅价格大幅上涨,我国光伏发电成本也由上涨。
2.第二大问题是是我国太阳能产业,尤其是光伏产业的核心技术及制造装备主要在国外。我
国太阳能利用技术专利仅占世界太阳能专利的8%,是全球第四大太阳能专利技术拥有国。
而且专利主要集中于太阳能热利用技术领域,企业专利申请多以实用新型与外观设为主,专
利质量与创新水平不容乐观;发明专利权人主要是科研机构与高校,作为技术创新主体的企
业却因为参与不够或者缺乏创新能力而未能成为发明专利的真正创新主体。
3.第三大问题是,我国绝大部分的光伏产品都出口到欧美及日本等国外市场,国内对太阳能
光伏的应用也主要集中在农村电气化和离网型太阳能光伏产品,真正并网型太阳能光伏市场
目前还远未形成。说明内需市场发展严重不足,这将对我国光伏产业的持久发展带来严重影
响。
综上所述,中国太阳能热利用与发电技术方面均已取得一定的成绩,但也存在管理
体制与市场体制不够健全、机制不够完善、企业自主创新能力不强、配套政策与实施细则需
要进一步落实等一系列亟待解决的现实问题。
三、促进我国太阳能利用技术可持续发展的对策
一是尽快制定国家太阳能利用技术的短期、中期、中长期与长期的发展战略,明确
不同发展阶段太阳能利用技术的主要目标、实施重点、具体举措,绘画出我国太阳能利用技
术的发展路线图;二是以有效增强国家综合实力,提高企业自主创新能力,有效防范风险合
理应对国际一体化与全球性竞争所带来的压力与挑战为目的,加紧实施太阳能利用技术的标
准化战略,主要包括太阳能产业标准、技术标准与产品标准,构筑一个有利于打破发达国家
太阳能利用技术标准垄断,促进我国太阳能产业发展、技术进步与产品性能不断提高的太阳
能利用技术标准化体系;三是以专利法律制度为基础,以获取最大经济效益为目的,加紧实
施太阳能利用技术的专利战略体系,具体主要包括专利信息的收集、处理与管理、专利保护、
专利技术开发、专利技术实施、专利技术产业化、专利许可贸易等内容。通过积极有效地运
用专利使用权购买战略、专利交叉许可战略、专利联盟战略与专利标准化战略,规避“专利
陷阱”,促进我国太阳能利用技术的可持续发展;四是通过自己培养、联合培养与人才引进
等手段,加紧实施太阳能利用技术的人才战略,积极打造我国太阳能利用技术的人才库,培
养与造就一大批太阳能利用技术基础研究、技术开发与专利成果产业化等方面的专业领军人
才与复合创新型人才,抢占太阳能利用技术的人才高地。这四个方面是相辅相成的,太阳能
利用技术的中长期发展战略指明了太阳能利用技术的前进方向与发展路线,标准化战略与专
利战略确保了太阳能利用技术更好更快的发展,人才战略则是上述三种战略的有效支撑与最
终保障。
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再者,逐步建立与完善促进我国太阳能利用技术可持续发展的政策体系。太阳能利用
技术得到世界各国的普遍重视,世界上至少有 ,( 个国家根据自己的国情制定了可再生能源
的政策规划,目前全球已经有50多个国家通过立法,采取设备购置补贴政策等不同方式推
进可再生能源的发展,相关的配套法律、法规、政策不断完善。[4]日本、德国等国家的成
功太阳能激励政策表明,政策扶持是光伏产业发展的最主要驱动力,政府的政策导向决定光
伏产业的发
展水准和市场需求,促使一些金融机构和跨国公司相继投资光伏产业,加速该新兴产业走向
成熟。对于在建筑中广泛使用太阳能等可再生能源的,给予一定补贴;另外,国家还需要制
定合理有效的太阳能利用核心技术与关键设备的引进政策,促进太阳能利用技术的引进、消
化、吸收,加速核心技术的再创新与集成创新,通过引进技术含量高及其相关技术培训,加
快技术与创新能力的转移与扩散,着力培养自主创新能力,有效提高跨国公司技术扩散的速
度和水平,打破跨国公司的技术垄断。
总之,制定我国太阳能利用技术的发展战略,建立完善的管理体制与机制,借助一系
列国家太阳能利用技术相关政策的出台与推进,一定能够促进我国太阳能开发利用技术的可
持续发展。