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电力热力燃气水:电力热力生产和供应业:电力生产:太阳能发电 [2019/08/24 17:42]
Laugh [评判标准]
电力热力燃气水:电力热力生产和供应业:电力生产:太阳能发电 [2020/01/02 17:08] (当前版本)
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 直接利用太阳能的形式有光热、光电、光化学三种。光热是将太阳辐射转化为热能,再推动发电机发电。光电是利用光伏特效应直接将太阳光转换为电能。光化学是利用光照配合特定催化剂制氢、化学储热等方式转化能量,再将能量转化为电能。风能、海洋能等间接利用太阳能的方式,本篇将不涉及。 直接利用太阳能的形式有光热、光电、光化学三种。光热是将太阳辐射转化为热能,再推动发电机发电。光电是利用光伏特效应直接将太阳光转换为电能。光化学是利用光照配合特定催化剂制氢、化学储热等方式转化能量,再将能量转化为电能。风能、海洋能等间接利用太阳能的方式,本篇将不涉及。
  
-====== 评判标准 ====== +第一次商业集中开发太阳能发电厂发生在 20 世纪 80 年代。位于美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的太阳能发电厂安装在世界上最大的聚光太阳能热发电,354百万瓦的太阳能发电系统,
-第一次商业集中开发太阳能发电厂发生在 20 世纪 80 年代。位于美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的太阳能发电厂安装在世界上最大的聚光太阳能热发电,354百万瓦的太阳能发电系统+
  
 在 2014 年,太阳能已经在主要市场达到电网平价,而在 2015 年太阳能发电量成长到占所有发电量的百分之一。 在 2014 年,太阳能已经在主要市场达到电网平价,而在 2015 年太阳能发电量成长到占所有发电量的百分之一。
  
 +====== 评判标准 ======
 ===== 寿命 ===== ===== 寿命 =====
 厂家均称太阳能热水器使用寿命长达15年左右,对此,消费者应该有清醒认识。 造成太阳能热水器“短命”的原因 厂家均称太阳能热水器使用寿命长达15年左右,对此,消费者应该有清醒认识。 造成太阳能热水器“短命”的原因
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  ​三、内胆。目前,大部分太阳能热水器生产厂家都称水箱内胆是不锈钢。同样是不锈钢,但不锈钢中的铬和镍却大不相同。好的太阳能热水器采用高铬高镍的不锈钢内胆,保证了内胆坚固耐用,耐腐蚀性能强;劣质内胆多采用低牌号不锈钢,基本不含镍,耐腐性能差,使用寿命短。  ​三、内胆。目前,大部分太阳能热水器生产厂家都称水箱内胆是不锈钢。同样是不锈钢,但不锈钢中的铬和镍却大不相同。好的太阳能热水器采用高铬高镍的不锈钢内胆,保证了内胆坚固耐用,耐腐蚀性能强;劣质内胆多采用低牌号不锈钢,基本不含镍,耐腐性能差,使用寿命短。
  
- ​四、安装和服务。太阳能热水器对安装要求非常高,专业化安装是其冬天好用的基础和保障。有些杂牌企业常常四处招募民工组成“游击队”,还没有经过正规培训就匆匆上岗,这些人既不懂管路的设计、热水器主体的固定等专业知识,更不懂产品后期的保养维护,造成的问题比比皆是,直接影响太阳能热水器的“达标寿命”。比如,用于固定热水器安装支架的配件,大品牌多采用钢丝条,结实、抗腐蚀,但有的小厂家却采用铁线固定,造成有些地区一遇到大雨、冰雹等恶劣天气,就有不少太阳能热水器轰然倒地+ ​四、安装和服务。太阳能热水器对安装要求非常高,专业化安装是其冬天好用的基础和保障。有些杂牌企业常常四处招募民工组成“游击队”,还没有经过正规培训就匆匆上岗,这些人既不懂管路的设计、热水器主体的固定等专业知识,更不懂产品后期的保养维护,造成的问题比比皆是,直接影响太阳能热水器的“达标寿命”。比如,用于固定热水器安装支架的配件,大品牌多采用钢丝条,结实、抗腐蚀,但有的小厂家却采用铁线固定,造成有些地区一遇到大雨、冰雹等恶劣天气,就有不少太阳能热水器轰然倒地 ​  **(这个不是太阳能发电!!!∑(゚Д゚ノ)ノ)**
 ===== 易用性 ===== ===== 易用性 =====
  
-======生产流程====== +======太阳能发电技术====== 
-=====聚光太阳能发电=====+=====1. 聚光太阳能发电=====
 聚光太阳能发电系统是使用透镜或反射镜,加上跟踪系统,利用光学原理将大面积的阳光聚焦到一个相对细小的集光区中。然后将浓缩的热用作常规电站的热源。在所有这些系统中的工作流体被聚光的太阳光加热,然后将其用于发电或能量存储。储热有效地允许最多 24 小时的发电。聚光太阳能发电的先行者是美国的吉尔伯特•科恩,在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站,已经成功地为拉斯维加斯供应 22 兆瓦的电力能源。 聚光太阳能发电继风能、光电池之后,已经开始崭露头角,有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。 ​ 目前正在商业化阶段。 聚光太阳能发电系统是使用透镜或反射镜,加上跟踪系统,利用光学原理将大面积的阳光聚焦到一个相对细小的集光区中。然后将浓缩的热用作常规电站的热源。在所有这些系统中的工作流体被聚光的太阳光加热,然后将其用于发电或能量存储。储热有效地允许最多 24 小时的发电。聚光太阳能发电的先行者是美国的吉尔伯特•科恩,在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站,已经成功地为拉斯维加斯供应 22 兆瓦的电力能源。 聚光太阳能发电继风能、光电池之后,已经开始崭露头角,有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。 ​ 目前正在商业化阶段。
  
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 |  装置量(MW) ​ |  412  |  479  |  535  |  765  |  1,269  |  1,710  |  2,573  |  3,841  |  4,498  |  4,749  |  4,851  |  4,951  | |  装置量(MW) ​ |  412  |  479  |  535  |  765  |  1,269  |  1,710  |  2,573  |  3,841  |  4,498  |  4,749  |  4,851  |  4,951  |
 |  发电量(GWh) ​ |  551  |  685  |  898  |  924  |  1,646  |  2,862  |  4,765  |  5,867  |  8,428  |  9,418  | | | |  发电量(GWh) ​ |  551  |  685  |  898  |  924  |  1,646  |  2,862  |  4,765  |  5,867  |  8,428  |  9,418  | | |
-   +===== 2.太阳能光伏发电 ​=====
-====== 种类 ======+
 ====理论==== ====理论====
 +光伏发电是根据光生伏特效应原理,​利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,​光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,​所以,​光伏发电设备极为精炼,​可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,​光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,​上至航天器,​下至家用电源,​大到兆瓦级电站,​小到玩具,​光伏电源无处不在。国产晶体硅电池效率在 10 至 13% 左右,国外同类产品效率约 12 至 14% 。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
 +==== 太阳能电池 ​ ====
 +太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
 +  * 这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
 +====光伏效应====
 +光伏效应是光生伏特效应(Photovoltaic effect)的简称,指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。
  
-光伏发电是根据光生伏特效应原理,​利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,​光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,​所以,​光伏发电设备极为精炼,​可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,​光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,​上至航天器,​下至家用电源,​大到兆瓦级电站,​小到玩具,​光伏电源无处不在。国产晶体硅电池效率在 10 至 13% 左右,国外同类产品效率约 12 至 14% 。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 
 ====输送方式==== ====输送方式====
- 
 太阳能光伏发电分为独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电 太阳能光伏发电分为独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电
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 ====独立光伏发电==== ====独立光伏发电====
- +独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器
-独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。 +
- +
-====并网光伏发电==== +
-并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展难度相对较大。而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。 +
 ====分布式光伏发电==== ====分布式光伏发电====
- 
 分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。 分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
 +====并网光伏发电====
 +并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展难度相对较大。而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。
  
 ====== 结构 ====== ====== 结构 ======
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 ===== 辅助设备 ===== ===== 辅助设备 =====
  
-====== 生产线分工 ====== 
-===== 太阳能电池 ​ ===== 
-太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。 
-  * 这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。 
 =====太阳能===== =====太阳能=====
 太阳能技术分为有源(主动式)及无源(被动式)两种。有源的例子有太阳能光伏及光热转换,使用电力或机械设备作太阳能收集,而这些设备是依靠外部能源运作的,因此称为有源。无源的例子有在建筑物引入太阳光作照明等,当中是利用建筑物的设计、选择所使用物料等达至利用太阳能的目的,由于当中的运作无需由外部提供能源,因此称为无源。我们的太阳能发电,就是有源太阳能技术。 太阳能技术分为有源(主动式)及无源(被动式)两种。有源的例子有太阳能光伏及光热转换,使用电力或机械设备作太阳能收集,而这些设备是依靠外部能源运作的,因此称为有源。无源的例子有在建筑物引入太阳光作照明等,当中是利用建筑物的设计、选择所使用物料等达至利用太阳能的目的,由于当中的运作无需由外部提供能源,因此称为无源。我们的太阳能发电,就是有源太阳能技术。
行 65: 行 59:
 聚光热结构是将光能转化为热能,热能再转化为电能的结构。光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。 聚光热结构是将光能转化为热能,热能再转化为电能的结构。光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。
  
-=====光伏效应===== +
-光伏效应是光生伏特效应(Photovoltaic effect)的简称,指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。+
  
 ======发电装置====== ======发电装置======
-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。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目 前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"​光伏--建筑(照明)一体化"​技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。+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。**「太阳能电池组件」**(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目 前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"​光伏--建筑(照明)一体化"​技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。
 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。 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。 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。
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 7、太阳能光伏发电系统的建设周期短,而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活,发电系统的能量回收周期短; 7、太阳能光伏发电系统的建设周期短,而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活,发电系统的能量回收周期短;
 8、不受资源分布地域的限制;可在用电处就近发电。 8、不受资源分布地域的限制;可在用电处就近发电。
-任何事物都有其两面,太阳能光伏发电虽然具有上述的诸多优点,但是也有其缺点:+任何事物都有其正反两面,太阳能光伏发电虽然具有上述的诸多优点,但是也有其缺点:
 1、地理分布、季节变化、昼夜交替会严重影响其发电量,当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小,这就会影响用电设备的正常使用; 1、地理分布、季节变化、昼夜交替会严重影响其发电量,当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小,这就会影响用电设备的正常使用;
 2、能量的密度低,当大规模使用的时候,占用的面积会比较大,而且会受到太阳辐射强度的影响; 2、能量的密度低,当大规模使用的时候,占用的面积会比较大,而且会受到太阳辐射强度的影响;