太陽能光伏發電技術論文
現如今，太陽能源發電技術的產生是由於電力能源的緊缺。下面是小編整理的太陽能發電技術論文，希望能對大家有所幫助!
太陽能發電技術論文篇一：《淺談太陽能熱發電技術》
【摘要】本文作者圍繞著太陽能熱發電技術，分別介紹了單軸跟蹤技術和雙軸跟蹤技術，分析了太陽能熱發電技術的各種配套技術的發展趨勢，最後就其應用趨勢談了一些自己的看法。
【關鍵詞】太陽能;熱發電技術;碟式系統
引言
太陽能熱發電是指將太陽光聚集並將其轉化為工作流體的高，溫熱能，然後通過常規的熱機或其它發電技術將其轉換成電能的技術。經過30多年的研究和實際執行經驗積累，目前太陽能熱發電的技術取得了重大進展和突破，電站關鍵裝置的成本也有較大幅度的下降。太陽能熱發電技術可以分為中高溫發電和低溫發電。經過幾十年的研究發展，中高溫發電技術更為成熟，該技術需通過跟蹤聚焦來獲取所需高溫，按照跟蹤方式的不同又分為單軸系統和雙軸系統。
1 單軸跟蹤技術
這一技術系統的結構特點是反射鏡屬於狹長型，僅繞一個軸轉動跟蹤，使陽光聚焦於線形吸收器上。
1.1 拋物槽式系統
1984 年美國南佛羅里達州建立的第一個太陽能發電系統***SEGS***，採用單軸拋物槽式反射器，轉軸按南北方向放置***夏季聚焦的偏差較大***，聚光比在 19∶1 到 26∶1 之間。吸收器表面採用鉻金選擇性塗層和金屬陶瓷塗層，而後者比前者具有更好的效能，工作溫度可達 391 ℃，用天然氣對蒸汽進行過熱。這種太陽能-化石燃料的組合式系統較以往的發電技術具有更好的經濟性，並能滿足峰值負荷的需求。但由於沒有環境津貼的實質性補助，該系統由於成本高而缺乏市場競爭力。
1.2 線形菲涅爾反射器系統***LFR***
這是不同於槽式系統的另一種單軸跟蹤技術。系統的吸收器固定在鏡面上方的空間，反射器由許多長條形鏡面組成，反射光束會聚在置於高處的長形塔式接收器上，接收器隨反射器轉軸平行移動。無論就目前還是從長遠來看，CLFR 和Solarmundo 都比槽式系統的發電成本低。
2 雙軸跟蹤技術
雙軸跟蹤系統中，聚光反射器的高度角和方位角都可調整，屬於點聚焦方式，與單軸系統相比可以獲取更高的集熱溫度。主要是碟式發電系統和塔式發電系統。
2.1 拋物碟式系統
***1*** 澳大利亞國立大學 SG3 碟式系統
SG3 是一種有發展潛力的陣列技術。整個反射場中的蒸汽被集中起來，然後流過大型蒸汽輪機。反射器呈六角形，直徑 25 m，由 54 塊三角形鏡面組成。鏡面材質為薄玻璃，其支撐結構由泡沫和輕金屬組成。焦距為 13.1 m。鏡面背部的支架用來改變反射鏡的高度，底部支架用來改變方位角。該系統的研製重點強調減輕質量，加強結構。
***2*** 波音 SES 盤式系統
這一系統由美國研製，至今已執行 10 000 多小時，日平均效率為 24%，峰值效率 29.4%，峰值電力 24.9 kW，太陽能利用率為 96%。其特點是使用可工作於 720 ℃的一種斯特靈引擎，並可用天然氣驅動。
2.2 單塔-中央集中式發電系統
塔式太陽能發電技術一直為大型單塔中央接收器的模式所統治。較成功的一個例子就是建於 1982 年的美國 SOLARONE 系統。該系統具有 11.7 MW 的發電能力，工作溫度為510 ℃，採用水-蒸汽的換熱方式，儲熱介質為油，介質的最高溫度為 302 ℃，峰值轉換效率 8.7%，年均轉換效率 5.8%。其後續系統是 20 世紀 90 年代發展起來的 SOLAR TWO，該系統證實了熔鹽作為儲熱介質所具有的良好性質。近年來，西班牙建成了兩個更為先進的商業化中央接收器塔式系統，分別是 10 MW 的 PS10 專案和 15 MW 的 SolarTres 專案。
2.3 多塔-分散式系統
由於碟式聚光系統的佔地面積和外觀均不適於城市環境，而更適合建於偏遠地區，在城市中，塔式系統具有發展優勢。西方一些國家對電力生產和輸送管制的撤銷，使化石燃料電廠的分散式生產呈上升趨勢，這就使得集中置塔的模式顯得不合時宜，因而雙軸系統在城市中的應用重點將向分散化塔式系統轉移。
3 各種配套技術的發展趨勢
3.1 聚光裝置和吸收器
先進的發電系統多采用鍍銀玻璃鏡面作反射器，研製的方向是減輕質量並加強結構支撐力。鉻具有良好的冶金性質，目前以其作為吸收器的選擇性塗層的吸收率可達 0.96。減少高溫太陽能吸收器在高溫狀態下的輻射和對流損失可以提高系統的集熱溫度和效率。根據輻射光的分佈，採用分級吸收器已被理論證實為可行的。在光伏 - 熱組合系統中，與傳統光伏電池相比，新式光吸收器可以比電子收集器維持更高的有效溫度。通過真空光電物形聚光器可以提高投射到光伏板上的太陽能密度。光伏-熱組合系統中新式光伏吸收板背部有翅片以增強換熱。總體上說，氣流溫度升高時 PV/T 元件的產電量下降，怎樣使兩者之間達到最佳組合是今後的研究熱點。
3.2 發電裝置和熱力迴圈
為了保證一定的工作溫度，目前多選用朗肯迴圈熱機。由於成本相對較低，佈雷登式小型汽輪機相對於斯特靈引擎來說，在雙軸跟蹤技術的市場上會佔有越來越多的份額。在真空管集熱系統和槽式系統中採用有機朗肯迴圈熱機，則會成為光伏系統最有力的競爭者。
要在短期內使太陽能熱發電技術具有與常規熱電廠的競爭力，必須使其成本降低 50%以上。新式的用於太陽能熱發電的熱力迴圈有望實現這一點。這些迴圈以多元混合物作為工質，如氨水，相對於常規工質如蒸汽的定溫定壓沸騰過程來說，改進的迴圈對顯熱資源具有更好的熱匹配性,能夠提高資源的有效利用。
3.3 儲熱裝置
由於油的不穩定性和較高的價格，在朗肯迴圈發電系統中採用熔鹽作為儲熱介質正成為一種應用趨勢。另一種新的介質是鹽的離子液體，它在常溫下是液體，溫度升高到 400 ℃時也能作為傳熱流體。離子流體的熱物理和化學性質適於槽式電廠的傳熱和短期儲熱。有水、鹵化物和金屬離子混入時會影響其物理性質。熔點、液相範圍、蒸氣壓、熱容、導熱效能、與特定金屬的相容性等是選用時的主要引數。預計離子液體會取代熔鹽成為新一代的儲熱介質，這將使系統的執行更安全。而在採用空氣作傳熱介質的容積式接收器系統中，氧化鋁、混凝土、岩石***或與水相結合***等固體熱儲則日益增多。
4 應用趨勢
4.1 熱-光伏組合式太陽能發電系統
將入射光按光譜分開，這樣就可以同時利用太陽能的高溫部分和光伏吸收器進行吸收，達到產電的優化。目前對分光技術已有研究，其機理類似於用兩個不同的熱機來優化熱效率。以色列等國正積極推進此研究，以期對太陽能進行熱和光伏的組合式利用，達到提高效率的目的。這一技術是可行的，系統的總效率可達 30%～40%。不同光譜帶組合的集中式 PV-T 轉換技術提高了效率，例如單晶矽可以以 55%～60%的效率在 600～900 nm 的光譜範圍進行光電轉換，所聚集的其餘的熱則可用於朗肯或佈雷登迴圈的熱發電。實現途徑是雙曲形塔式反射器用於分光，其鏡面由透明矽石玻璃覆以絕緣層組成，用來濾光。光伏元件置於上部聚光區，吸收經過分光器選擇的適於光伏特性的光，元件的具體位置由聚光水平和光束分佈的均勻程度而定。其餘屬於反射譜帶的光則直接進入靠近地面的下部聚光區，該處設有 CPC 裝置，用來收集反射光並將其聚光比提高至執行溫度所需水平。
4.2 熱電聯產系統***CHP***
熱電聯產並不是新概念，但與太陽能相結合，實現熱電冷三聯供則在我國具有很大的發展潛力並可獲得由於減少化石燃料燃燒而帶來的環境效益。採用太陽能作為能源的拋物槽式或碟式電廠，其溫室氣體的排放量約相當於 CO2的 90g/kWh，具體數值與電廠的規模、是否具備儲熱系統以及是否用化石燃料作輔助能源有關。最令人關注的是小型太陽能CHP 系統在獨立式建築中的應用，對其進行研究可對大型CHP 系統的發展提供有益借鑑。小型是指 1 MW 以下的系統，一般適合於非工業性應用的低能耗場合，如停車場、獨立居民樓等。系統的設計著眼於滿足目標建築的全年用能需求，由於技術複雜、售價及維護費用較高，要推廣此項技術就要提高聯產系統的緊湊性、成本效益，並減少噪音。值得注意的是，在由熱機、發電機、餘熱回收裝置組成的傳統型聯產系統中，增加一臺熱泵裝置，則能夠為整個系統的執行提供更多的模式，提高應用的靈活性和整體效能，並且不需增設其它能源，是值得研究推廣的一種應用模式。
結束語
太陽能熱發電技術是極具發展潛力和廣闊市場前景的一項新能源應用技術，是太陽能利用中最經濟的方式。在國家政策的支援下，選擇研發適合我國國情的太陽能熱發電系統，以加快太陽能發電的規模性利用，用陽光經濟推動能源革命，這對改變我國的能源消費結構具有十分重要的現實意義。
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太陽能發電技術論文篇二：《試談太陽能光伏發電技術》
【摘 要】能源是社會和經濟發展的重要保障，大力開發可再生能源是解決能源危機的主要途徑。太陽能光伏發電是一種最具可持續發展理想特徵的可再生能源發電技術，近年來我國政府也相繼出臺了一系列鼓勵和支援太陽能光伏產業發展的政策法規，使得太陽能光伏產業迅速發展，光伏發電技術和應用水平不斷提高，應用範圍逐步擴大，我國光伏發電的前景十分廣闊。隨著化石能源消耗的不斷增長，世界性的能源危機和環境問題已經日益突出。在綠色可再生能源中，太陽能憑藉其儲存量無限、清潔安全以及易於獲取等獨特優點而受到了世界各國科研領域的普遍關注，太陽能光伏發電技術的應用更是普遍關注的焦點。我國化石能源相對貧乏而能源消耗量巨大，因此展開對太陽能光伏發電技術的研究和應用上的普及對我國未來的經濟發展有著非常重要的戰略意義。一套基本的光伏發電系統一般由太陽能電池板、蓄電池、直流控制系統和逆變器組成。其中，直流控制系統是光伏發電系統的核心部分。
【關鍵詞】太陽能光伏發電;光伏電池
將光能轉變為電能的光伏技術是一項非常重要的技術。相對而言，目前這項技術的發展還處在初期階段，到2030年之後將會有很穩定和很高的增長率，會成為可行的電力供應者。
光伏發電技術已有幾十年的發展歷史，全世界的光伏實驗室也有幾百家，一直處於一種高研究、低生產的狀態，不乏出色的科研人才。在國內，雖然光伏產業在近幾年有了很大發展，但大多技術落後、裝置陳舊，而且多數是直接引進技術和人才，這個局面直接限制了我國光伏科研水平的提高。
日本從1995年開始就已經實施了政府對光伏發電的補助計劃，從而促使日本的光伏產業在後來幾年的時間裡，得到了長足的發展，太陽能電池產量幾乎佔了全球總產量的1/2;德國也出臺了對光伏產業的優惠政策，使光伏產業迅速發展壯大，目前德國太陽能電池的產量已經超過全球產量的1/4。從日本、德國的例子來看，在這個領域，政府的推動非常重要。現在，西班牙、美國各州以及其他許多發達國家都開始用政策激勵的方式大規模發展本國的光伏產業。中國雖然是發展中國家，但政府歷來重視新能源的開發和利用，《可再生能源法》這時候能夠出臺也是順應了時代要求，時機選擇非常準確，充分證明了中國政府在能源和環保問題上的態度是明智的。
作為屋頂光伏發電工程的主角，上海市政府、江蘇省政府等無疑為國內各省的光伏普及做了表率。但有關專家們認為，光伏發電因為成本高而無法與常規能源競爭的時候，政府採用的補貼電價、規定電網企業收購比例等扶持辦法，對啟動光伏發電規模市場將起到很好的帶頭、促進作用。
其實，此種方法在國外早就有了先例。2004年，德國實施“購電法”安裝了10萬個太陽能屋頂;日本採用“補貼法”安裝了近7萬個太陽能屋頂，並計劃到2010年，安裝100萬個太陽能屋頂;此外，美國加州50%的新建住宅都要安裝太陽能屋頂;西班牙、義大利等許多發達國家先後出臺高價收購太陽能光伏電力的政策，鼓勵居民安裝太陽能屋頂。據瞭解，“上海十萬太陽能屋頂計劃”很可能採用日本的模式---初裝“補貼法”，這正是“他山之石，可以攻玉”之所在。
國外的實踐證明，光伏發電的成本在技術發展的推動下，正在努力突破高成本的制約瓶頸。如果在技術和規模上再有大的突破，中國的光伏產業趕超日本、歐洲等國家將大有可能。有專家預測，在“十一五”期間，很可能會出現國外光伏產業鏈大規模向中國轉移的浪潮，這無疑會給中國經濟注入新的活力因素。光伏發電有望在30年內成為中國重要的電力能源之一。
中國光伏，由說到做
2008年北京奧運會提出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念，光伏發電開始融入奧運建築。目前，環保、健康已經成為每個中國人關注的話題。
清華大學BP清潔能源研究和教育中心主任李鉦認為，全球問題是氣候問題，但對中國來說，常規的汙染是主要問題。據瞭解，我國雖然不是全球最大的汽車使用國，卻是全球第二大石油消耗國。從我國單車油耗量來看，我國平均單車所耗油的實際值是2.28噸，比美國高10%～20%，比日本高出1倍。不可否認，中國正在一天天地繁榮起來，但同時環境汙染也在一天天加劇。全國大多數地區較差的空氣質量就是我們依賴煤炭、石油等燃料的恆定指示物。
上海等城市的太陽能屋頂工程，無疑在能源應用方面邁出了很大一步。據瞭解，僅上海的“十萬屋頂”併網光伏系統，每年至少發電4.3億千瓦時，這不啻為一個天文數字。據相關部門統計，每生產1千瓦時電，大約需要350克左右的煤，4.3億千瓦時電就相當於給能源緊缺的中國每年節省2萬噸左右的煤炭資源。
由深圳市政府投資6188萬元建設的太陽能光伏電站，是目前亞洲最大的併網太陽能光伏電站，它的建成昭示著我國利用太陽能發電的美好前景。該電站於今年2月開始承建，8月建成發電。電站採用國際上最先進而又成熟的技術，迄今執行狀況良好，並通過業主、設計、監理、質檢、供電等相關部門的驗收。電站總容量達1兆瓦***即MWp，太陽能光伏發電專業術語***，年發電能力約為100萬千瓦時，執行20年後仍具發電能力。專家們稱，這一電站是我國併網光伏發電領域的成功典範，填補了我國在大型併網光伏電站設計和建設的空白，具有里程碑式的意義。
從《可再生能源法》的頒佈到“十萬屋頂工程”的啟動，再到太陽能光伏電站的建立，中國的光伏產業已經從“說”走向了“做”，把建設“綠色城市”、“可持續發展”城市真正的第一次落在了實處，也是中國太陽能發電普及應用的添彩之筆。
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太陽能發電技術論文篇三：《太陽能光伏發電技術及其應用》
【摘要】太陽能光伏發電是一種清潔環保、用之不盡的理想能源，隨著光伏發電產業化程序和技術的發展，其效率、價效比都大幅提高，在各個領域都得到應用，推動了我國“綠色電力工程的快速發展。本文探討了太陽能光伏發電技術及其應用。
【關鍵詞】太陽能;光伏發電技術;應用
隨著我國不可再生資源的使用量越來越大，終究會迎來枯竭的一天。而在光伏發電當中，主要是運用了太陽能資源，其具有取之不盡，用之不竭的特點，並且對環境的汙染較傳統的煤炭資源來說比較小，因此光伏發電系統得到了國內外的重視。
一、光伏發電的主要優勢
1、發電原理具有先進性：即直接從光子轉換到電子，沒有中間過程***如熱能-機械能、機械能-電磁能轉換等***和機械運動，發電形式極為簡捷。與傳統的發電技術相比不僅高效、便捷，還具有清潔、環保的特點。
2、太陽能資源的無限和分佈特性：太陽能源是一種可再生的資源，是無限的。同時，太陽能資源分佈廣泛，不會因為地區、氣候等自然資源的限制而阻礙太陽能資源的產生和攝取。
二、光伏發電系統的組成及各部分功能
1、太陽電池元件及方陣
太陽電池是光伏發電系統的核心。太陽電池單體是光電轉換的最小單元，尺寸一般為4～200cm2不等。太陽電池單體的工作電壓約為0.5V，工作電流約為20～25mA，一般不能單獨作為電源使用。將太陽電池單體進行串並聯且封裝後，就成為太陽電池元件，其功率一般為幾瓦至幾十瓦，是可以單獨作為電源使用的最小單元。
2、 儲能蓄電池
儲能蓄電池可以說是太陽能光伏發電的重要組成部分，同時在發電的過程之中也發揮著重要的作用。因為儲能蓄電池可以儲備有太陽能轉化的電能，從而為生產、生活提供能源資源，以保持其不停的運作，做到高效率、低汙染。
3、 充放電控制器
蓄電池，尤其是鉛酸蓄電池，在運作的過程之中受充放電的影響是非常大的，因為如果沒有很好地處理這一問題的話，不僅會縮短電池的使用壽命，還會影響到太陽能光伏發電的效果，所以為了保護蓄電池不受過充電和過放電的損害，則必須要有一套控制系統來防止蓄電池的過充電和過放電，稱為充放電控制器。
4、 直流-交流逆變器
太陽電池在陽光照射下產生直流電，然而以直流電形式供電的系統有很大的侷限性。此外，當供電系統需要升高電壓或降低電壓時，交流系統只需加一個變壓器即可，而在直流系統中升降壓技術與裝置則要複雜得多。在光伏系統中，要求逆變器有較高的逆變效率和可靠性，對直流輸入電壓有較寬的適應範圍。
三、太陽能光伏發電技術的應用
1、 通訊和工業應用
主要有微波中繼站、光纜通訊系統、衛星通訊和衛星電視接收系統、農村程控電話系統、部隊通訊系統、鐵路和公路訊號系統、燈塔和航標燈電源、氣象和地震臺站、水文觀測系統、水閘陰極保護和石油管道陰極保護等。
2、 農村地區的太陽能光伏農業科技大棚
光伏農業科技大棚是一種與農業生產相結合，棚頂太陽能發電、棚內發展農業生產的新型光伏系統工程，是現代農業發展的一種新模式。它通過建設棚頂光伏電力工程實現清潔能源發電，最終併入國家電網，同時在棚下將光伏科技與現代物理農業發展有機結合，發展現代物理高效農業，探索農作物生產安全高效新模式，有效地利用有限的資源、空間，提高單位土地經濟效益。大棚的棚頂全部為多晶矽單玻太陽能元件和單晶矽雙玻太陽能元件，只要有光線這些太陽能元件就可以正常工作。光線充足時發的電全部併入到電網內，由於大棚頂上的太陽能發電板並不是完全覆蓋，所以棚下的光線也很充足，適合農作物的生長。
大棚主體為鋼骨架，內部採用立體種植、無土栽培等農業高科技手段，進行藍莓開發種植、食用菌工廠化生產、綠茶和紅茶種植、蔬菜及高階苗木花卉的研發、種植。
3、太陽能商品
主要有太陽能路燈、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能噴泉、太陽能城市景觀、太陽能訊號標識、太陽能廣告燈箱、太陽能電動汽車、太陽能遊艇、太陽能鍾、太陽能帽、太陽能手錶、太陽能玩具等。
4、 光伏建築一體化***BIPV***
BIPV即Building Integrated Photovoltaic，指的是光伏建築一體化。BIPV模式這種新能源利用方式，能將太陽能光伏發電與建築相結合，利用了建築屋頂的閒置空間，組裝太陽能光伏發電模組，滿足或者補充電力需求。科技成果顯示，這種BIPV模式日後將與建築物幕牆相結合，以獲得更多的陽光和電力，但目前的BIPV主要以樓頂為主，應用技術較為成熟。BIPV在建設初期成本較高，隨著我國財政對BIPV專案的大力支援，我國將大幅擴大BIPV技術的應用。光伏建築一體化的優勢是：
***1***清潔能源，節能並減少環境汙染;太陽能光伏發電主要是依靠吸收太陽光來進行發電的，而以往的發電技術不是依靠燃燒煤炭資源就是水力發電，所以相比之下，太陽能光伏發電技術是一項清潔、無汙染的技術。
***2***一旦市政發生特殊情況***如地震災難時***，太陽能光伏發電能夠滿足本建築的需求，不會因為市政電網的中斷而斷電。
5、 大型荒漠光伏電站
沙漠是一望無際的，在沙漠里人們無法進行耕種，但是面對一望無際的沙漠，人們如若不進行一些活動，就會造成資源的浪費。所以通過科學家的研究與調查後發現沙漠裡的太陽資源是相當的充足的，所以荒漠之中建立光伏發電站是非常的明智與正確的一項決議。同時還可以為荒漠地區的發展提供就業機會以及經濟發展的機會。
四、太陽能光伏發電技術發展前景分析
當前，研發基於新原理、新材料及新結構的太陽能電池是提高效率和降低成本的主要思路。從原理上，應研究基於量子效應、奈米特性和光化學效應的新型電池。材料上，大力研發基於非晶矽、微晶矽、奈米矽等薄膜矽系列的疊層電池和化合物薄膜電池，它們具有成本低、弱光適應性強等優點。化合物薄膜電池，如碲化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、銅銦鎵硒電池等，效率已接近晶體矽水平，發展前景較好。從技術改進角度，開發諸如聚光型光伏電池、玻璃窗式電池及可穿戴柔性電池等。另外，積極制訂和推行建築設計、施工與太陽能光伏產品一體化的標準，規範光伏發電系統的安裝，使二者融合得更好。國家要適時出臺太陽能光伏產品的支援政策，加大投入力度，把諸如太陽能汽車、太陽能家電等產品的研發作為優先方向，使太陽能利用的範圍更廣，強度更大，深度更深。
綜上所述，21 世紀人類面臨的最大課題是可持續發展問題與綠色能源，對現有能源的充分合理利用同時開發新能源，已經得到各國政府的極大重視。太陽能發電作為一種取之不盡、用之不竭的清潔環保能源將得到前所未有的發展。
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