太阳能应用

太阳能应用（共8篇）（共8篇）

1.太阳能应用 篇一

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第一章

绪 论

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池（单晶硅、多晶硅、非晶硅电池）和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。

光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。

在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3.5倍。

我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。

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第二章 太阳能及其应用

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的 安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济 性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。

2.1太阳能的含义

一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

2.2太阳能的发展历史

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。

2.3我国太阳能资源

我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高达7kWh/㎡。

2.4太阳能的应用

就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

2.4.1太阳能集热器

太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。

2.4.2 太阳能热水系统

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早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：自然循环式和自然循环式。

2.4.3太阳能暖房

太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。

2.5太阳能发电

即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。

2.5.1太阳能离网发电系统

太阳能离网发电系统包括

1、太阳能控制器 对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。

2、太阳能蓄电池 组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。

3、太阳能逆变器 负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。

2.5.2太阳能并网发电系统

太阳能并网发电系统是将光伏阵列产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。

2.5.3 Si太阳电池

硅太阳电池是最常用的卫星电源，由于空间技术的发展，各种飞行器对功率的需求越来越大。其中，以发展背表面场（BSF）、背表面反射器（BSR）、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池，这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右，目前在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。

2.5.4太阳能路灯

太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。

2.6太阳能的利弊

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2.6.1 优点

(1)普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地 或海洋，无论高山 或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。

(2)无害性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

(3)巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

(4)长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

2.6.2 缺点

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是 能流密度 很低。(2)不稳定性：由于受到 昼夜、季节、地理纬度 和 海拔 高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

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第三章 太阳能光伏发电系统原理

光伏发电系统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系统装置。

3.1光电效应概述

光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。

3.2光生伏打效应概述及应用 3.2.1光生伏打效应

是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。

3.2.2光生伏打效应应用

光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24％。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。

3.3太阳能电池及其太阳能组件 3.3.1太阳能电池的工作原理

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

3.3.2太阳能电池的生产流程

通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μ硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图1

m的高质量硅片上制成的，这种 5

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图1太阳能电池的生产流程

3.3.3 太阳能电池的制造技术

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。

具体的制造工艺技术说明如下：

（1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。

（2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。

（3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。（4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散, 制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。

（5）周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

（6）去除背面PN＋结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN＋结。

（7）制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

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（8）制作减反射膜：为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2，SiO2，Al2O3，SiO，Si3N4，TiO2，Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

（9）烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。(10)测试分档：按规定参数规范，测试分类。

3.3.4 太阳电池组装工艺简介

组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的电池组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。在这里只简单的介绍一下工艺的作用，给大家一个感性的认识.电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。

正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连

背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板）。

组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用

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快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。(电池板原料：玻璃，EVA，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等)如图3

图3 太阳能电池板

修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。

装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。

焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。

高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。

组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standard test condition（STC）,一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。

3.3.5 太阳能电池阵列设计步骤

１.计算负载24h消耗容量P P=H/V

V——负载额定电源 2.选定每天日照时数T(H)3.计算太阳能阵列工作电流

IP=P(1+Q)/T

Q——按阴雨期富余系数，Q=0.21～1.00

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4.确定蓄电池浮充电压VF

镉镍(ＧＮ)和铅酸(ＣＳ)蓄电池的单体浮充电压分别为1.4～1.6V和2.2V。5.太阳能电池温度补偿电压VT

VT=2.1/430(T-25)VF 6.计算太阳能电池阵列工作电压VP

VP=VF+VD+VT

其中VD=0.5～0.7

约等于VF 7.太阳电池阵列输出功率ＷＰ平板式太阳能电板。

WP=IP×UP

8.根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。

3.4太阳能光伏发电系统

3.4.1太阳能光伏发电系统工作原理

光伏发电系统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系统装置。光伏发电系统的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。

3.4.2太阳能光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器(图5,6所示)。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板 太阳能电池板(图4所示)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

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图4 太阳能电池板

（二）太阳能控制器 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池 一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器 在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。

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图5 太阳能电池发电系统的组成原理

图6太阳能电池发电系统的组成原理

3.4.3 太阳能光伏发电系统的设计需要考虑如下因素

问题

1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？ 问题

2、系统的负载功率多大？

问题

3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？ 问题

4、系统每天需要工作多少小时？

问题

5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天

问题

6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？

问题

7、系统需求的数量？

3.4.4太阳能光伏发电系统的发电方式

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

（1）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

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倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵(图7)了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的太阳能光伏发电方式有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

图7太阳能电池方阵

3.4.5太阳能光伏发电系统对逆变电源的要求

采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器(电源)四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变电源是关键部件。光伏发电系统对逆变电源要求较高：

（1）要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。

（2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变电源具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，镇江大成新能源科技有限公司 方荣

并要求逆变电源具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热，过载保护等。

（3）要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

（4）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免铎公共电网的电力污染，也要求逆变电源输出正弦波电流。

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第四章 太阳能光伏发电系统的应用

上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。

4.1各国家太阳能光伏并网发电实施情况

4.1.1欧美主要国家太阳能光伏并网发电实施情况

日本：1996年宣布可再生能源发展目标，到2010年可再生能源占一次能源供应量的3.1%，其中光伏发电4820 MW。具体措施包括：建筑光伏一体化发电系统工程示范，光伏住宅集中并网示范（200座3KW光伏住宅集中在一个地区进行并网运行），光伏住宅推广计划（1994－2002安装8万套）、地方新能源促进计划和企业新能源资助计划等。德国：1998年提出“10万光伏屋顶计划”，计划6年安装300－500MW光伏系统。美国：1997年宣布“百万屋顶计划”，计划到2010年在100万座屋顶上安装光伏发电和光热系统。西班牙：2001年制定了新的“电力法”来鼓励光伏并网发电。

4.1.2我国太阳能光伏发电应用

应用现状：2007年，中国光伏电池产量达到1000 MW，成为仅次于日本的全球第二大光伏制造基地，但国内光伏系统安装量仅约20 MW，光伏系统的累积装机容量达100 MW，相当于世界当年安装量的0.5%和世界累计安装量的0.8%。其中：农村电气化（包括道路照明）累计装机容量41MW，通讯和工业应用30MW，光伏产品（路灯、草坪灯、城市景观、LED照明、交通信号等）22.7MW，并网光伏发电6.3MW。目前，我省已建成和在建、拟建的光伏并网项目包括省委大院10KW光伏照明系统工程、镇江、丹阳的2个4KW的光伏并网系统、无锡国家工业设计园300KW光伏并网电站工程、无锡机场800KW屋顶光伏并网系统工程、尚德光伏研发中心大楼1000KW 光伏建筑一体化（BIPV）光伏并网电站、无锡五星花园小区屋顶300KW光伏并网系统、苏州国检屋顶光伏电站等，目前这些项目尚未取得国家太阳能光伏电站上网电价的批复。

4.2 我国太阳能光伏发电应用的操作难点

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1、光伏并网的审批和操作程序复杂。

2、缺少明确的光伏发电上网电价。

3、缺少可再生能源电力附加的具体使用办法。

4、没有具体可行的财税和金融扶持政策。

5、电力公司在发展可再生能源电力中的角色和责权利不清晰。６、没有可执行的光伏并网技术标准。

７、各地区、行业、企业和个人使用可再生能源电力积极性不高。

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第五章 太阳能发电产业发展现状及趋势

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

5.1 国外太阳能发电产业发展现状及趋势

全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家(德国)和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能利用的研究。

欧美、日本等国家还制定了长期的能源发展战略，对太阳能的发展进行了长期规划。1997年6月美国提出“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶计划，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了计划——在6年内安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在300-500MV，每个屋顶约3-5KW。日本政府的计划目标是，到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统。

在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2005年，全球太阳能电池年产量达到了1650兆瓦，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量达到762兆瓦，增长率为27%；欧洲产量增加48%，达到了464兆瓦；美国增加12%，达到了156兆瓦；世界其他地区增加96%，达到了274兆瓦。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收入有望在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年内增长3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的成本都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。

5.2我国太阳能发电产业发展现状及趋势

我国太阳能资源非常丰富，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时 16

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以上，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。

我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。

我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。

近20年来，我国太阳能发电产业长期维持在全球市场1%左右的份额。2005年后，产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。而且，浙江、保定、四川等地的公司已经开始多晶硅太阳电池的生产或试车，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打电池产品的局面。目前，我国非多晶硅薄膜电池产业也展现出迅猛发展的势头，很多国内公司通过与国外公司的合作已经开始进行或计划进行非多晶硅薄膜电池项目的投资。

镇江大成新能源科技有限公司 方荣

结论

本文通过对太阳能的发展历程以及太阳能应用，主要的是太阳能光伏发电系统原理及应用的研究，让我更加深刻的认识到发展利用可再生能源是当今世界必须要走的能源之路。只有这样才能最大限度的降低环境污染，从而保卫我们生存的地球。光是一种清洁、可再生能源，并且太阳能资源在我国广泛分布。由于我国是一个能源消耗大国，并且人口分布极不合理，因此发展太阳能光伏发电系统对于我国的可持续发展、保持能源供给的独立性和安全性，以及分散人口地区居民用电具有重要意义。

同时，在研究这个论题时，也让我更加深刻的理解事物的发展是存在两面性的。在太阳能开发利用的同时，还存在许多的技术难关，还 有环境是否也会遭到破坏！这些问题是每个人都要想的。在此同时，也希望开发利用太阳能的技术越来越完善。

希望尽快的实现太阳能时代的目标，那时边远以及用电困难的地区都能用上太阳能发电供电，解决用电问题。实现“阳光工程”、“光伏屋顶工程”。

镇江大成新能源科技有限公司 方荣

参考文献

[1] 郝晶卉 机电专业委员会全国职业培训教学工作指导委员会 电工与电子基础 机械工业出版社 2009年01月

[2] 袁运开 物理教学 中国科学技术协会中国物理学会 1978-01-01年创刊

[3] 崔容强、赵春江、吴达成 并网型太阳能光伏发电系统——太阳能实用技术丛书 化学工业出版社 2007-7第1版

[4] 黄汉云 太阳能光伏发电应用原理 化学工业出版社 2009年3月 1日

[5] 尹建华,李志伟 半导体硅材料基础 化学工业出版 2009-7 [6] 罗玉峰等著21世纪高校规划教材（光伏专业）太阳能光伏发电 技术 电力建设网 2009 [7] 罗玉峰 陈裕先 李 玲 太阳能光伏发电技术 江西高校出版社 2009

[8] 李钟实 太阳能光伏发电系统设计施工与维护 人民邮电出版 [9] 浅述太阳能热发电的发展历史和现状 摘自《中国建设动态阳光能源》

[10] 浅述太阳能热发电技术的发展历史和现状 中国自动化网新闻 [11] 惠晶 方光辉 新能源转换与控制技术 机械工业出版社 2008-02

镇江大成新能源科技有限公司 方荣

致谢

本论文是在指导赵老师的悉心指导下完成的。胡老师严谨治学的态度给我树立了榜样，使我受益匪浅。在此特向指导老师的关心和帮助表示诚挚的敬意和衷心的感谢！

在论文工作的过程中，保定英利新能源有限公司为我的课题研究提供了良好的条件，使我顺利完成了论文的工作，在此向他们致以崇高的谢意！

向在论文完成过程中给予我支持和帮助的老师、师傅、同事、同学们表示谢意！谢谢！

2.太阳能应用 篇二

围绕能源的问题实在太多, 人类社会的发展历程, 往往是伴随着能源的开发和运用历程展开的, 从农耕时代的人力、蓄力到如今大量机械及电器设备的运用, 我们都可以看到能源以不同形式存在和运用的范例, 然而至今不到200年应用历程的电能, 在所有能源中所占的比重越来越大, 其传输的高效, 能量间的转换和控制容易等都是电能的优点, 而当今社会生活中大量电器产品的出现, 更将我们对电能的依赖推向了极致, 你是否想过, 如果你的生活中停电了该怎么办?事实上, 生活在现代社会的人们, 这样的事情一旦发生, 所有的生活都很难想象。为避免这样糟糕的事出现, 我们建立了强大而复杂的电力供给网络及支撑这些网络的能源基地, 其中包括水电站、火电站和核电站等传统能源基地, 对于一些重要场所的设备用电, 我们采用了UPS等多套的备用电源供给方案。按理说, 多重保险已将这样的发生概率降至极点, 然而, 情况并非如此。人类对电能的需求与日俱增, 在追求舒适生活时, 能源的消耗也大幅度递增, 在我国的重庆、武汉等城市, 每年夏季高温, 大量家庭空调的集中使用让电力网络远远超过平时的用电负荷, 电力公司不得不采取必要的限电措施来维持基本的生活用电所需。当然, 这样的状况也给电力公司的发展带来了更多机会, 也同时给我们关于能源的运用带来了更多思考:传统的能源还能大规模开发吗?传统的能源基地的开发和利用空间究竟有多大?过去的几十年, 传统能源的大规模开发使经济迅速发展, 然而过度的开发已导致地球环境越来越糟糕, 最近几年, 地球上频繁出现的极端气候, 洪水、干旱、泥石流频频发生已向我们敲响了警钟。

二、新能源的开发和应用

传统能源在开发和利用上存在的诸多问题促使人们将目光转到对环境、生态, 尤其是其利用和开发空间即为宽广的新能源方案上, 新能源的一个显著特征有可持续发展的空间, 较少对环境造成干扰和影响。近年, 我国风力资源的开发成效显著, 这是新能源应用成功的一个典范, 据资料报道:截止至2012年6月, 我国已以5258万千瓦的装机并网容量取代美国而成为世界风电第一大国。在我省大理, 楚雄州的牟定县, 昆明的富民县等都能见到风力发电机组的身影。在我国辽阔的国土上, 大规模 (千万千瓦级) 的风电基地目前多集中在甘肃、内蒙、山西等所谓的河西走廊一带, 由此表明我国近年来对新能源发展的重视, 对现有能源结构实施的战略调整已初显成效。另一种可供开发的新能源———光伏太阳能发电, 这是人们酝酿已久并终究可以看到应用希望的一种新能源。每天投向大地, 东升西落、日复一日, 滋养着大地万般生物的太阳给了我们开发运用这种能源的灵感。在地球上, 只要有人类居住的地方, 几乎都能见到太阳, 这就是我们能应用的能源基地, 事实上, 我们现今所应用的能源, 追根溯源, 都是来自太阳, 只要太阳存在, 其源源不断的能源几乎是无限的。已有详细的资料表明, 目前, 太阳正处于青壮年时期, 到达衰竭期尚有遥遥40亿年之远, 因而, 太阳能可以认为是一种永不衰竭的能源。经测试表明, 太阳投射到地球上的有效能量按地区的不同其年辐射量在3350~8400MJ/m2 (大约在930kwh/m2~2333kwh/m2) 不等, 比较我们普通家庭年用电量大约在1500~4000kwh之间, 可以想见只要将不到2平米的太阳能利用上, 也就足够一个家庭一年的能源所需。

三、全世界光伏太阳能的开发及应用状况

当电能最先造福人类的时候, 已有人想到将太阳能直接转变为电能的方案, 1883年在美国出现的第一个大面积硒薄膜光伏太阳能电池是最早的应用原型, 到1955年, 一个造价达到1500美元/瓦, 效率为2%光伏太阳能电池出现在美国的Hoffman电子, 到1958年, 其效率已提高到10%, 并在美国的NASA先锋卫星首次应用, 之后, 光伏太阳能电池被大量应用于太空, 几乎所有送到太空的卫星、航天器、空间站, 都用到光伏太阳能电池板, 外太空的大规模运用, 促进了技术的进步, 使发电效率进一步提高, 产量持续增加, 成本不断下降。大规模光伏太阳能电池的应用在21世纪开始, 最近10年光伏太阳能产量由1997年的125.8MWP, 增加到2007年的3730MWP, 年平均增长率41.3%, 最近5年的年平均增长率达到49.5%。2007年, 全球光伏太阳能安装量为2.4GWP, 德国约占47%, 西班牙约占23% (分别为世界第一和第二) 。2008年, 安装量增至5.5GW, 累计安装量已达15GW, 按地区排名, 西班牙新装机量为2.5GW (占45.4%为世界第一, 德国第二) 。2011年全球累计安装量已增至2.4GWP, 其中, 意大利28%, 德国26%, 美国10% (分别排名第一, 第二和第三) 。预计到2020年, 全球总装机量将达200GWP, 绝大部分为并网发电。

四、我国光伏太阳能的发展态势

光伏太阳能产品 (或者产业) 究竟距离我们还有多远, 我国目前应用情况如何, 由以下几个因素决定:其一, 光伏太阳能发电的效率是否还有提高的空间, 目前的效率在15%至18%之间, 提高的空间很有限。其二, 不同地区的日照年辐射值的差异性, 我国土地辽阔, 幅员广大, 全国各地太阳年辐射分布在3400MJ/m2~8400MJ/m2。其三, 光伏产品的市场价格, 现在的国内电池模板价格已降到近1$/WP (约6元/瓦) , 其四, 综合发电成本按系统规模大小不同、地区不同使用年限不同, 目前的价位大约控制在1~3元人民币/千瓦时之间, 这个价位距普通居民0.5元人民币/千瓦时的价位尚有一段距离, 但差距已经很小。中国光伏太阳能产业目前面临的是“两头在外”的发展模式, 90%以上的硅材料依赖进口, 90%以上的产品依赖出口, 形成了对全球产业链的“依附性发展格局, 这样的格局导致原材料的高价进口, 产品出口价格受制于国外, 国内企业承担产业链中的高污染、高耗能的生产环节, 企业抗风险能力弱等不利于光伏市场健康发展态势。我国实现光伏太阳能发电的前景如何走, 纵观世界先进国家在光伏太阳能发电所走过的路途, 结合我国国情, 我们认为采取国家、用户、电力公司三方共同努力, 分部实施的办法, 国家给政策, 电力公司给技术、给服务, 用户给宣传、给普及的方式进行。首先, 可以在一些条件成熟的学校、医院及政府机关所在地建立光伏并网发电示范园, 在以光伏发电作为补充、后备能源的供给的同时, 以科普和宣传的方式让民众认识这种新能源的特性, 一旦时机成熟, 逐渐推行发达国家屋顶光伏发电的经验, 其方法的实施可由电力公司利用建筑屋顶安装光伏太阳能电池, 建设发电系统, 在白天发电高峰时吸收电能, 进入电力系统, 通过安装的用户电表抵扣晚上向电力公司买电的数目, 用户卖电给电力公司的方式, 来发展我国光伏太阳能发电 (目前储能蓄电池技术尚不够理想) 。总之, 我国对光伏太阳能的利用起步较晚, 潜力很大, 特别是我国地域广袤, 太阳能资源丰富, 开发利用太阳能的空间十分广阔, 必须重视其开发利用, 为今后我国的能源提供更多选择。

参考文献

[1]冯垛生, 王飞.太阳能光伏发电技术[M].北京:人们邮电出版社, 2011.

[2]周志敏, 纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与应用实例[M].北京:电子工业出版社, 2010.

[3][日]滨川圭弘.太阳能光伏电池及其应用[M].王长贵, 王斯成, 译.北京:科学出版社, 2008.

[4][西]鲁克 (Luque·A) , 等.光伏技术与工程手册[M].王文静, 等, 译.北京机械工业出版社, 2011.

[5]王长贵.王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M].第2版.北京:化学工业出版社, 2010.

3.太阳能光伏发电技术及其应用 篇三

摘要：文章首先简述了太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势，然后分析了太阳能光伏发电技术，最后重点探讨了光伏发电系统的应用。

关键词：太阳能；光伏发电技术；清洁能源；光伏发电系统

一、前言

随着科学技术的不断发展和经济水平不断提高，能源资源逐渐减少并受到污染，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，可以被持续利用，因此具有广阔的应用前景，本文就太阳能光伏发电技术及其应用进行了探讨。

二、太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势

1、太阳电池的基本原理

太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式，而且随着技术的不断进步，光伏发电有可能成为最具发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光（或其他光）照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子-空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。

2、光伏发电的主要优势

发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能-机械能、机械能-电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。与传统的发电技术相比不仅高效、便捷，还具有清洁、环保的特点；太阳能资源的无限和分布特性：我们都知道，太阳能源是一种可再生的资源，它会随着新一天的到来而重新产生，因此我们可以说太阳能资源是无限的。同时，由于阳光照射的广泛性，世界的各个国家以及地区都会受到太阳的照耀，而唯一不同的就是阳光照射的时间以及强度的不同，因此，太阳能资源分布广泛，不会因为地区、气候等自然资源的限制而阻碍太阳能资源的产生和摄取。

3、光伏发电系统的组成及各部分功能

（一）、太阳电池组件及方阵

太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20～25mA，一般不能单独作为电源使用。将太阳电池单体进行串并联且封装后，就成为太阳电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。

（二）、储能蓄电池

储能蓄电池可以说是太阳能光伏发电的重要组成部分，同时在发电的过程之中也发挥着重要的作用。因为储能蓄电池可以储备有太阳能转化的电能，从而为生产、生活提供能源资源，以保持其不停的运作，做到高效率、低污染。

（三）、充放电控制器

蓄电池，尤其是鉛酸蓄电池，在运作的过程之中受充放电的影响是非常大的，因为如果没有很好地处理这一问题的话，不仅会缩短电池的使用寿命，还会影响到太阳能光伏发电的效果，所以为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。

（四）、直流-交流逆变器

众所周知，整流器的功能是将50Hz的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆过程称为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。

三、太阳能光伏发电技术

1、太阳能电池技术

太阳能电池是太阳能光伏发电系统的核心部件，它通过将太阳能的辐射光转换为直流电电能。电池单元是光电转换的基本单元，通常不独立作为电源，对此，一般通过串联以及并联的方式将太阳能电池单元封装起来，从而建立太阳能电池组件，其功率可以达到几百瓦。若干太阳能电池组件按照需求进行串、并联之后可以组建成为太阳能电池阵列，而这种大规模的组件应用需要解决两方面的问题，即提高光电的转换效率和降低总体成本。第一代以硅片作为基础材料的光伏电池，其技术虽然发展已经较为成熟，但是生产成本一直较高。而第二代基于薄膜技术的光伏电池，通过将非常薄的光电材料铺在非硅材料的衬底上，大幅降低了半导体材料的消耗，同时更加容易进行批量生产，大大降低了光伏电池的生产成本。目前，国内、外已经有厂家开发出具有较高效率和较长使用寿命的薄膜电池。同时，还有一些新概念、新结构的太阳能电池，通过减少非光能的消耗，增加光子的利用率并降低电池的内部电阻，从而使太阳能电池在转换效率的提升方面有了一定的空间。

2、光伏阵列最大功率点跟踪技术

光伏阵列的输出具有非线性特性，同时，太阳能的辐射强度以及环境温度等多方面的因素都会对光伏阵列的输出产生一定的影响。当太阳能辐射强度及环境温度一定时，光伏阵列可以在不同的输出电压下工作，当输出电压值处于某一具体值时，光伏阵列的输出功率会出现最大值，此时光伏阵列的工作点被称为最大功率点。

当光伏阵列的工作电压大于最大功率点电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能电池输出电压的增加而不断变小；而当光伏阵列的工作电压小于最大功率点的电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能输出电压的增加而不断增大。在太阳能光伏发电系统中，为了提高系统的整体光电转换效率，可以根据实际情况对光伏阵列的工作点进行实时调整，从而使其始终保持在最大功率点附近进行工作，该过程被称为最大功率点跟踪。

四、光伏发电系统的应用

1、通信和工业应用

主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。

2、农村和边远地区应用

我们都知道，农村的发展不同于城市的发展，它的发展速度远远低于城市的发展速度，尤其是在电力资源的发展上。在城市，居民的用电可以随时随地的得到保证，但是在农村由于交通以及经济发展的水平等因素的限制，使得电力等发展资源得不到保障。在这样的发展情况之下，太阳能光伏发电就可以很好地解决这一难题，因为农村多为空旷的陆地，对于太阳能资源的收集有很大的优势，所以太阳能光伏发电技术在农村得到了很大的发展与应用，且主要由独立光伏电站、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵等组成。

3、太阳能商品

主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。

4、光伏建筑一体化（BIPV）

BIPV指的是光伏建筑一体化。BIPV模式这种新能源利用方式，能将太阳能光伏发电与建筑相结合，利用了建筑屋顶的闲置空间，组装太阳能光伏发电模块，满足或者补充电力需求。科技成果显示，这种BIPV模式日后将与建筑物幕墙相结合，以获得更多的阳光和电力，但目前的BIPV主要以楼顶为主，应用技术较为成熟。

5、大型荒漠光伏电站

沙漠是一望无际的，在沙漠里人们无法进行耕种，但是面对一望无际的沙漠，人们如若不进行一些活动，就会造成资源的浪费。所以通过科学家的研究与调查后发现沙漠里的太阳资源是相当的充足的，所以荒漠之中建立光伏发电站是非常的明智与正确。同时还可以为荒漠地区的发展，提供就业机会以及经济发展的机会。

6、光伏发电未来应用前景

随着科学技术的不断发展，经济技术也随着时间的推移不断发展，在这样的情况之下，人们的生活水平以及生活质量都得到了显著的提高，人们在物质生活得到满足之后，也逐渐向精神生活方向转移。

五、结束语

综上所述，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，在未来会得到越来越广泛的应用，因此，我们要大力发展太阳能光伏发电技术，加大新能源的研究，实现对能源的最大化利用。

参考文献：

[1]安文韬，刘彦丰.太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究[J].应用能源技术，2013

[2]陈诺夫，白一鸣.聚光光伏系统[J].物理，2013

4.太阳能在农田水利中的应用前景 篇四

摘要

本设计主要阐述了农田，水利边缘地区如何利用天然的太阳能光资源，实行自给自足，实行零排放，零污染。太阳能光伏发电系统跟其他的混合能源系统进行改装组合，在极端天气下配合使用。太阳能发电系统在未来具有极好的前景，该系统具有高效、稳定、自动化程度高的特点，是符合建设新型农村的有利先进科技型产品。通过利用太阳能解决我国能源在地形上受限制的原因，从而降低有效成本，推快建设新型农村建设的步伐。

关键词： 农田水利 太阳能光资源 零排放零污染 自动化程度

高效混合运作

太阳能在农田水利中的应用前景

目 录

摘要................................................................2 绪言................................................................4 一.太阳能在农业中的利用.............................................5 1.1太阳能农业设备的发展现状.....................................5 1.2国家大力发展农业太阳能产品...................................6 二.太阳能在农田中的利用.............................................6 三.太阳能水利中的利用...............................................6 四.太阳能在未来的农业中的发展前景...................................7 4.1我国光伏在农业发展的利弊条件……………………………………………………7 五.国内外农业太阳能设备厂家.........................................8 参考文献 10

太阳能在农田水利中的应用前景

绪 言

上个世纪九十年代到本世纪初叶，我国太阳能利用发生了前所未有的变化。这种变化首先源自对世界性能源短缺和化石能源资源面临枯竭的深刻认识；其 次，是对由能源引起的环境问题的反思。我们不仅需要持久的能源，也需要维持 可持续发展的良好生存环境。太阳能正是能量巨大、持久、广惠而对环境友好的 一种可再生能源。理由化石能源枯竭前的短暂时间，用人类所创造的科技财富和自然界有限的化石能源，不断加大包括太阳能在内的可再生能源利用份额，使之逐步成已经成 为世界各国政府的共识。在我国政府的直接推动下，可再生能源产业正在迅速兴 起，不少太阳能产品，而太阳能所衍生的产品在农业水利建设方面也是有相当好的前景。

太阳能在农田水利中的应用前景

一.太阳能在农业中的利用

1.1太阳能农业设备的发展现状

农业太阳能利用工程在我国具有良好的运营前景，利用太阳的辐射能为农业生产和农民生活提供能源的工程设施。广义的太阳能还包括因 太阳辐射引起大气层和水体运动产生的风能和 潮汐能，以及通过 光合作用形成的 生物质能等。现代太阳能利用主要有下列能量转换类型。

光-热转换，把太阳辐射能转换成热能,是利用技术比较成熟、应用比较普遍的一种方式，其形式包括：太阳灶。主要有两类。一是热箱式太阳灶，阳光通过透明玻璃盖板进入保温箱,使箱内温度达到150～200℃,将食物用蒸、焖方式烹熟。另一类是聚光式太阳灶，由锅具、采光面、机架和太阳高度及方位跟踪调节装置组成。它利用抛物曲面聚光原理将阳光汇聚在锅具上加热食物。聚光倍数由几十到数百，采光面积一般为2平方米,在焦斑处可获得 400～900℃的高温，可提供1千瓦的有效功率。太阳能热水器。在中国推广应用的主要有管式闷晒热水器和平板型热水器两大类。平板型热水器又分管板式、扁匣式、瓦楞式、翼管式、真空管式等多种类型。热水器的组装利用又可以分为自然循环式和强制循环两种系统。1平方米采光面积的热水器，一个晴天可提供50～60℃热水80～100千克,在农村常用于加热 温室、烘干农副产品和家用热水。太阳房。用太阳能采暖并采取保温措施。自然循环采暖的称被动太阳房，外加动力运行的采暖房称主动太阳房。被动太阳房又分直接受益式和间接受益式两种。设计良好的太阳房采暖利用保证率达60～70％，每户每年可节省煤炭 1吨左右。太阳能干燥装置。有箱式、温室式和组合整体式等多种，可缩短干燥时间，提高干燥质量和杀死害虫。此外还有日光温室和 塑料棚，利用采光可在冬季生产蔬菜或提前、延迟其生长季节。

光-电转换，把太阳辐射能直接转换成电能,太阳能发电站就是这种类型。也可先将光能转换成热能，再由热机发电产生电能，称两次转换类型。中国在农业有将太阳能电池用于电牧栏等的，大多为硅电池。1.2国家大力发展农业太阳能产品

我国是农业大国，可再生能源资源非常丰富。从优势上讲，一个是具有资源优势，一个是具有市场需求的优势，还有技术方面的优势。从资源方面，我们现

太阳能在农田水利中的应用前景

在可供农村利用的主要是太阳能、风能、小水电、生物质能等几种，这同时也应该是我们可再生能源重点发展的方向。在生物质能这一块，现在每年可以作为能源利用的生物质能资源大约相当于7亿吨标准煤。而去年，我国煤生产量是21.9亿吨。生物质能的来源主要有6亿吨左右的秸秆，还有大概是1亿吨左右的其他废弃物，包括林业废物等。养殖场的粪便也能够通过生产沼气而产生能源，大约能够产生沼气700亿立方米，这些数字都是很大的。栽植的生态林和林业废弃物相当于2亿吨标准煤，还有16亿亩能源作物等潜在的资源，这些资源都是可以利用的。在1984年，西藏自治区成立20周年的时候，中央当时为了支援西藏，特此建立一个“阳光工程”。现在在西藏保守估计有30万台太阳灶了，普及率达到40%—50%，很多家庭都有太阳灶。可见可再生能源对农村经济社会和生态作用都非常大。

二.太阳能在农田中的利用

我国首套太阳能提水抗旱系统近日在河南成功运行，很好地解决了有水无电地区的农田灌溉问题，成为利用新能源成功抗旱浇麦的示范。一个装机７千瓦的小型太阳能电站安装完毕。经过紧张调试，2月11日，当太阳升起的时候，清澈的井水源源不断地流到了干旱的麦田里，滋润着干渴的麦苗，太阳能提水抗旱系统一次性运行成功，万亩试验良田旱情得到缓解。“太阳能提水抗旱浇麦系统”主要由太阳能电池阵列、逆变控制系统、提送水系统三部分组成。太阳能电池阵列由64块太阳能电池板组成，总面积77平方米，与水平面成45度角倾斜，吸收太阳能产生高压直流电，通过控制器转化成动力交流电，总功率7680瓦，推动水泵提水工作。“太阳能提水抗旱浇麦系统”从原理上讲它是一种成熟技术，类似于一般的小型民用离网型太阳能电站。它的关键点在于应用创新。现在，太阳能可与抗旱结合起来，如果得到推广，那么还可以将新能源发展与新农村建设结合起来。

三.太阳能水利中的利用

我国是世界上受荒漠化影响最严重的国家之一，荒漠化土地约为174万平方公里。新疆、内蒙古、甘肃、青海、西藏5省（区）荒漠化土地面积占全国荒漠化土地总面积的95.31%。沙尘天气影响的国土面积约180万平方公里，受影响人口达2.7亿。防沙，治沙，荒漠化治理刻不容缓。但地表水极为缺乏的西北地

太阳能在农田水利中的应用前景

区，其地下水资源极为充足，治理者需要将地下水通过某种设备抽取到地表，然后对种植的农作物或其他治沙作物进行节水灌溉。太阳能水泵系统，由光伏扬水逆变器、水泵、太阳能电池阵列组成。太阳能电池阵列由多块太阳电池组件串并联而成，吸收日照辐射能量并将其转化为电能，为整个系统提供动力电源。光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节，将太阳电池阵列发出的直流电转换为交流电，驱动水泵，并根据日照强度的变化实时地调节输出频率，实现最大功率点跟踪，最大限度地利用太阳能。水泵由三相交流电机驱动，从深井中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系统。根据实际系统需求和安装条件，可采用不同类型的水泵进行工作。光伏扬水系统独立运行无需并网、不需蓄电池储能装置、以蓄水替代蓄电，直接驱动水泵扬水，功率大、反应快、可靠性高、兼容性好，大幅降低系统的建设和维护成本，尤其为无电和干旱地区解决最大的水源问题。如配合微润灌溉系统实施，可达到地下水层上移的效果，在地表以下建立保水层以减少地下水流失，环保、节水并对维护生态起到实际作用。

四．太阳能在未来的农业中的发展前景

据欧洲光伏工业协会EPIA 预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

中国太阳能热利用产业经过30多年的发展，产品和技术不断成熟，其应用范围也由家庭热水向工农业生产和房地产工程等领域延伸。太阳能在农业上的应用,有着悠久的历史。由于太阳能分布广、能量密度低,受季节和气候条件影响,昼夜变化大,稳定性差,长期以来在农业上的应用发展不快。直至本世纪70年代初期发生石油危机后,才迫使世界上许多国家积极研究对策,大力开发新能源,从而使太阳能的开发利用进入了一个新的发展阶段,在收集、转换、储存,以及实际应用等方面都取得了突破性的进展。自2005年《可再生能源法》公布以来，国家有关部门相继公布了《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源中长期发

太阳能在农田水利中的应用前景

展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》等文件，出台了一系列政策措施，营造了较好的鼓励国内市场发展的政策环境。我们希望，国内光伏市场能够由此进入一个快速发展的时期，从而为我国的太阳能电池产业开辟更好的市场前景。4.1我国光伏在农业发展的利弊条件

国家发改委发布的《可再生能源发展“十一五”规划》提出，到2010年，太阳能发电装机容量达到30万千瓦。国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰曾指出，中国的太阳能发电将在2020年之后得到大规模发展。预计到本世纪中叶，中国将有10%的发电量来自于太阳能发电。在长期的能源战略中，太阳能具有更重要的地位。我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤。从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。

我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。太阳能电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省建材，具有良好的经济效益。迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高、建设周期长、不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。随着国家一系列法律、政策的出台，无疑有力地支持了我国太阳能发电产业的发展。

五.国内外农业太阳能设备厂家

天源新能源是国内较早研究开发太阳能水泵系统的公司，多年的实践经验奠定了高性能的扬水系统，拥有多项发明专利技术处于世界光伏应用领域的前沿，并且创造了许多第一。目前天源的扬水系统应用于世界各地，广泛运用于海水淡化、沙漠治理、生活用水、农业灌溉草原畜牧、景区喷泉、水处理工程等。

中国节能环保集团公司，中国节能是目前中国唯一一家以节能环保为主业的中央企业，是国内节能环保领域规模最大、最具特色、最具综合竞争力的产业投资集团和集成服务运营商。中国节能始终专注于节能、环保和新能源领域的发展,致力于城市节能环保基础设施,致力于工业领域节能减排,致力于资源综合利用，太阳能在农田水利中的应用前景 致力于新能源和清洁技术,致力于生态修复与生命健康。

山东高密华隆太阳能设备有限公司 自1988年跟北京太阳能研究所合作研发太阳能热水器及其生产设备,是中国农村能源协会的会员单位,是全国最大的专业生产太阳能热水器设备、不锈钢水塔、封头及成套流水线制造设备的高新技术企业，在国内享有较高的声誉，在太阳能行业中系知名品牌，以创造客户满意产品为目的，以科技创新为动力，持续改进，追求卓越，产品荣获多项国家专利。河南桑达能源环保有限公司 创新的基础上研制开发了：太阳能建筑物构件、移动式太阳能装置、双循环回路太阳能热水系统、超导热管太阳能集热器、玻璃钢沼气池等多项产品，并获得了国家知识产权局颁发的专利证书。同年，北京桑达阳光科技有限公司被北京市科技委员会认定为“高新技术企业”；桑达公司研发的可控集箱式沼气工程及成套设备，被列为国家级星火计划项目；桑达公司设计施工的“河南省旅游学校太阳能工程”被河南省建设厅评为“太阳能与建筑相结合示范工程”；农业部可再生能源重点实验室教学实习基地在桑达公司挂牌。

太阳能在农田水利中的应用前景

参考文献

[1]人民问答 [5］ 吴海涛，孔娟，夏东伟． 基MATLAB/Simulink 的光伏电

池建模与仿真［J］． 青岛大学学报: 工程技术版，2006，21(4): 74 － 77． [6］ 邱关源． 电路［M］． 北京: 高等教育出版社，2004，94－ 403． [7］ 黄忠霖，黄京． 电力电子技术的MATLAB 实践［M］． 北京: 国防工业出版社，2009，133 － 191．

5.太阳能应用 篇五

太阳能在河北新农村建设中的应用与前景

在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和生活环境的今天,世界各国都在寻求新的替代能源以谋求可持续发展.随着我国新农村建设步伐的加快,农民生活水平的`提高,农村对能源的需求更为迫切.太阳能以其清洁、高效、资源丰富、永不衰竭等特点在农村得到广泛的关注和应用,具有广阔的发展前景.合理地开发利用太阳能为缓解农村能源短缺,改善农村生态环境和农民生活起了积极的作用,并可达到节能减排的目的.河北省蔚县在太阳能与新农村建设方面进行了有益的探索.

作 者：马兴华 Ma Xinghua 作者单位：河北省蔚县职业教育技术中心刊 名：太阳能英文刊名：SOLAR ENERGY年，卷(期)：“”(6)分类号：关键词：

6.太阳能应用 篇六

项监督检查情况的通报

各市、县、自治县规划局、住房和城乡建设局，各工程质量安全监督机构，各勘察设计、建设、施工、监理、检测单位，各施工图审查机构，各有关单位：

为贯彻落实《节约能源法》(主席令第77号)、《民用建筑节能条例》(国务院令第530号，以下简称《条例》)、《海南省太阳能热水系统建筑应用管理办法》(省政府令第227号，以下简称《办法》)和省政府《关于印发海南省“十二五”节能减排总体实施方案的通知》(琼府〔2012〕25号，以下简称《方案》)的要求，严格执行国家、海南省建筑节能和太阳能热水系统建筑应用设计标准、验收规范，进一步推进我省建筑节能和太阳能热水系统建筑应用工作，我厅于9月4日至21日组织对全省建筑节能和太阳能热水系统建筑应用施工现场进行了专项监督检查，并于9月27日至28日组织对施工图设计文件进行了审查。现将检查情况通报如下：

一、基本情况

检查的主要内容包括各地建设行政主管部门贯彻落实《条例》和《办法》情况、施工图审查情况、工程质量监督机构开展建筑节能工程质量监督情况以及工程项目相关各方责任主体执行建筑节能强制性标准情况等。本次检查一是抽查61个在建项目(其中公共建筑24个，居住建筑37个)，抽查61份建筑节能工程质量监督内档，查阅200余份制度文件，发出执法建议书14份，同时对2011年检查下发执法建议书的16个项目现场进行了复查二是抽查了58个项目(其中公共建筑37个，居住建筑21个)的施工图设计文件审查情况，检查结束后，检查组及时向当地建设行政主管部门、施工图审查机构及相关单位进行了反馈。今年是“十二五”规划的第二年，各市县建设行政主管部门积极推进建筑节能和太阳能热水系统建筑应用工作，加大对建筑节能工作的宣传力度，强化措施落实，进一步加快推广太阳能热水系统在建筑中的应用，扩大覆盖面，提高应用水平，推动传统建筑向节能绿色建筑转变，建筑节能各项工作取得积极成效。主要表现在以下几个方面：

(一)建筑节能和太阳能热水系统建筑应用管理体制逐步完善。

1.各市县均成立了建筑节能和太阳能热水系统建筑应用领导小组和工作机构，确定了内部的职责分工，并将其纳入建设行政主管部门日常工作范围。定安县住房和城乡建设局在全

省率先设立了建筑节能与科技股，负责建筑节能和太阳能热水系统建筑应用等相关工作，为全省其他市县提供了可借鉴的经验和做法。

2.大部分市县能认真贯彻落实《条例》和《办法》，结合当地实际，研究制定了配套政策，使建筑节能和太阳能热水系统建筑应用工作制度化、规范化。其中海口市、三亚市、琼海市、万宁市、五指山市和乐东县已经编制了建筑节能“十二五”规划并经当地政府批准实施，海口市、文昌市、五指山市组织开展了本地区的2012年建筑节能专项检查工作。

3.施工图设计文件中建筑节能设计工作规范、有序，成效显。一是建筑节能设计文件齐全，达到了节能设计深度二是施工图审查过程严格、程序规范三是设计单位对节能构造和节能材料信息熟悉，大部分项目设计采用了适合本地气候特点的建筑节能新技术、新材料，尤其是较多居住项目采用了太阳能热水供应系统，较多公共建筑采用了多联机中央空调系统。

(二)强制要求与鼓励措施并举，通过示范项目引导，快速推进太阳能热水系统建筑应用工作。

1.大部分市县能较好地贯彻执行《办法》及相关文件要求，对12层以下住宅、酒店宾馆等公共建筑、保障性安居工程等实行强制性配建太阳能热水系统政策，同时工作中能采取各种有效措施，深入挖掘潜力，努力完成省政府下达的太阳能热水系统建筑应用任务。海口市、三亚市和文昌市研究制定了最大化利用太阳能热水系统的措施。此外，各市县还积极开展多种宣传活动，鼓励强制范围以外的建筑和农村住宅安装应用太阳能热水系统。

2.认真落实太阳能热水系统建筑应用财政补助、面积补偿等激励政策，加强示范管理。三亚市、琼海市、文昌市、五指山市等大部分市县均落实了太阳能热水系统建筑应用面积补偿的相关政策三亚市、儋州市、文昌市和陵水县等4个国家可再生能源建筑应用示范市县都配套了地方财政补助资金，用于示范项目建设。此外，三亚市、文昌市、海口市、定安县均从2012年财政预算中安排了专项资金用于支持太阳能热水系统建筑应用工作。2012年省财政补助1500多万元用于太阳能热水系统建筑应用，由各市县组织项目并负责实施。

(三)高度重视专项监督检查和整改工作。

各市县建设行政主管部门能认真按照有关要求上报各项材料，并积极开展自查自纠和整改工作，积极组织相关单位做好迎检工作，为检查工作顺利完成提供了保障。检查结果显示，2011年检查下发执法建议书的16个项目均按照要求完成了整改。

二、存在的主要问题

(一)建筑节能评估审查制度、建筑节能信息公示制度、建筑节能规划编制等方面需进一步完善和加强。部分市县因建设和规划主管部门协调不够，没有开展规划阶段建筑节能评估

审查工作有的市县虽然开展了此项工作，但因建筑节能专家缺乏、具体经办人员能力有限等原因，节能登记项目的评审深度不够。受检的大部分在建工程现场、销售现场都没有张贴建筑节能信息公示牌，虽然网签住宅买卖合同包含了建筑节能信息附件，但相应的住宅质量保证书和使用说明书并未载明相关建筑节能信息公示内容。个别市县仍未制定建筑节能“十二五”规划和既有建筑节能改造计划(或虽然编制了但未报市县政府批准实施)，部分市县仍未在施工许可证上载明太阳能应用面积及集热器面积。

(二)工程质量监督机构对建筑节能和太阳能热水系统建筑应用质量监督力度有待提高。个别市县没有按规定建立建筑节能工程质量监督档案，或档案资料项目不全不针对工程特点、规模和技术复杂程度编制《建筑节能工程质量监督工作方案》和进行监督交底不按规定对实体质量进行抽查、抽测和资料核查对建筑节能工程现场存在的违反强制性标准的问题不能及时处理。

(三)各方质量责任主体执行建筑节能强制性标准的行为不规范。有的建设单位明示或暗示施工单位违反建筑节能强制性标准进行施工，有的擅自更改施工图设计文件。有的施工单位不按规定编制建筑节能专项施工方案或施工方案没有针对性，进场建筑节能材料使用前未经复验。有的监理单位不按监理规范实施监理，不按规定编制建筑节能工程监理细则或监理细则没有针对性对建筑节能专项施工方案审查不严，对进场的节能材料没有进行查验和见证取样送检复验，也没有按规定在墙体、屋面的保温工程施工时采用旁站、巡视和平行检验等形式实施监理对建筑节能工程现场存在的违反强制性标准等突出问题，没有及时提出整改意见或书面报告工程质量监督机构。检测机构出具的检测报告存在信息不全、依据标准不准确、检测结论不严谨等问题，部分节能检测报告数值不符合设计要求却做出检测结果合格的结论，个别检测机构超越资质承揽检测业务。

(四)设计、施工质量不合格以及运行使用状况差对太阳能热水系统规模化应用工作的制约作用逐步显露。设计方面，存在系统设计简单、与建筑一体化结合程度不高等问题，大多数经过图审的太阳能热水系统建筑应用一体化项目，施工图设计文件因设计深度不够不能指导施工。施工方面，集热器、保温水箱等太阳能热水系统关键设备不能提供产品合格证，支架、管道保温、避雷等系统施工质量差。大部分商品住宅项目太阳能热水系统因用户少不能正常运行，影响投资效率和使用效果，并引发返修质量问题。

(五)建筑节能质量检测能力不足，不能满足建筑节能工程分部验收工作需要。我省现有的检测机构能开展的建筑节能检测主要集中在保温材料(导热系数、密度、压缩强度)、墙体传热系数、门窗传热系数和气密性(物理性能)、电缆电线(截面、电阻)、空调风量以及外墙节能构造钻芯检验等少数检测项目。我省目前尚不具备幕墙节能工程，门窗玻璃遮阳系数、可见光透射比和中空玻璃露点等部分检测项目，以及外窗现场实体检测能力。

(六)在施工图审查过程，还存在一些共性问题。一是施工图设计计算书、审查表和设计说明之间存在参数不一致、设计依据不全面，使用标准落后，个别项目缺少建筑节能设计专篇或专篇内容不全二是选用非常规新型建筑材料或涂料时，材料热工参数来源没有注明，计算方法的依据和出处不明确三是建筑设计软件没有及时更新，个别项目建筑节能设计建模不准确，设计存在差错。四是在暖通和电气设计方面，设计图纸上未标明照明功率密度和空调设计的相关参数。

三、表扬和批评

(一)表扬

1.海口市住房和城乡建设局、海口市建设工程质量安全监督站

海口市住房和城乡建设局认真贯彻《条例》和《办法》，成立了建筑节能工作领导小组，配备专职工作人员，负责建筑节能日常管理工作。海口市建设工程质量安全监督站认真执行《建设工程质量管理条例》和《海南省建筑节能工程质量监督工作内容及程序》，所有受检项目都能够提供比较完整的监督工作方案及节能分部验收监督记录，所有受检项目都能够按图施工，且现场已经使用了的节能材料均进行了见证取样送检。给予海口市住房和城乡建设局、海口市建设工程质量安全监督站全省通报表扬。

2.三亚市住房和城乡建设局

该局以建设国家可再生能源建筑应用示范城市为突破口，认真贯彻执行《办法》，根据本地实际研究、制定并实施太阳能热水系统建筑应用强制性安装、保障性安居工程最大化利用以及经济激励等相关配套政策，配合规划主管部门开展规划报建阶段建筑节能评估审查、面积补偿等工作，着力培育能效测评机构,积极推动太阳能热水系统规模化建筑应用工作，并取得明显效果，对全省太阳能热水系统建筑应用工作发挥了积极示范作用，予以全省通报表扬。

(二)批评

1.陵水县住房和城乡建设局

该局对此次监督检查工作不重视，没有按《关于开展建筑节能和太阳能热水系统建筑应用工作专项监督检查工作的通知》(琼建科函[2012]264号)要求上报在建项目清单和组织迎检工作，致使检查工作不能按计划进行。予以通报批评。

2.乐东县、陵水县、昌江县、白沙县、琼中县和五指山市建设工程质量安全监督站

上述市县监督站没有严格按照《民用建筑节能工程质量监督工作导则》(建质[2008]19号)和《海南省建筑节能工程质量监督工作内容及程序》(琼建[2008]275号)等文件要求，对建筑节能工程质量进行监督。致使部分项目施工现场不同程度地存在不按图施工、建筑节能工程进场材料不检测复验或复验不合格等违反强制性标准等问题。予以通报批评。

3.定安县建筑材料检测中心

该中心在未取得节能试验项目的计量认证前，承揽了多个工程现场保温材料、墙体、玻璃等建筑材料进场复验业务，违规出具检测报告。予以通报批评。

4.在检查过程中，我厅对保亭县七仙岭国际会议中心等14个不按照图纸进行节能施工或违反建筑节能材料进施工现场复检强制性标准的项目下达了执法建议书。经研究，对海南鼎洲投资有限责任公司等13家建设单位、长沙市建设工程集团有限公司等14家施工单位、中山市建设监理有限公司等14家监理单位予以通报批评，认定为不良行为记录(见附件)。上述工程所在市县住房和城乡建设主管部门要督促本地区单位认真做好存在问题的整改工作，依据《条例》予以查处，并在2012年11月15日前将查处情况上报我厅建筑节能与科技处。

四、下一步工作要求

(一)深入开展建筑节能宣传与培训。一是要进一步加强《条例》和《办法》等法律法规的宣传，普及可再生能源建筑应用、绿色建筑、建筑能效标识等建筑节能知识，提高全社会对建筑节能工作的认识，增强遵守建筑节能法律法规、执行建筑节能强制性标准和开展既有建筑节能改造的自觉性。二是广泛深入开展《海南绿色建筑评价标准》、《海南省绿色建筑评价标识实施细则》等建筑节能标准规范的学习培训，要通过举办技术培训班或技术讲座的形式，对开发、设计、审图、施工、监理、检测等机构相关人员进行建筑节能减排技术培训，增强应用相关技术与标准的能力。

(二)进一步提高建筑节能评估和建设管理工作重要性的认识，切实加强工程建设管理。要切实加强建筑节能评估审查、设计方案节能审查、商品房销售节能信息公示等环节实现联动，基本实现新建建筑从规划、设计、施工图审查、施工、监理、竣工验收到销售和使用等环节建筑节能全过程监管。要深化建筑节能评估审查工作改革，研究制定建筑节能评估报告相关指标量化和定性标准，积极探索开展节能评估项目和节能登记项目审查的有效办法和方式。在项目开发建设过程中，要将建筑节能信息公示牌张贴在施工现场、销售现场的醒目位置，做到“六牌一图”，接受社会监督。

(三)要切实加强节能监管，确保建筑节能工程质量。一是把好规划设计关，加强建设工程项目规划阶段的节能审查，落实项目规划节能控制指标，新建建筑设计阶段执行建筑节能

标准率为98%，施工验收阶段，执行建筑节能标准率为95%二是提高节能设计水平，选用经济合理、切实可行的节能方案和材料，规范编制节能设计文件与计算书，落实用能系统节能设计与监测控制措施三是严格进行施工图审查，特别是节能设计变更的复审，杜绝违法违规的设计行为和不切实际的节能措施四是加强建筑节能施工环节监管，落实工程质量目标和责任。施工、监理单位要制定内容完整、方法可行、措施可靠、针对性强的节能施工专项方案和监理实施细则，严格执行节能施工标准规范，加强节能材料进场验收与见证送检，规范隐蔽工程的验收与记录五是加强建筑节能分部工程验收管理，在现行完善的建筑节能工程分部验收制度的基础上，还要推行建筑节能工程施工专项审查制度和监理专项审查制度，确保节能工程实体质量，进一步提高施工阶段的节能达标率。六是加强建筑节能信息公示，落实商品房销售合同、质量保证书和房屋使用说明书中的建筑节能信息内容。

(四)要及时总结经验，健全体系，稳步推进太阳能热水系统建筑应用。各市县要积极开展调查研究，总结近两年来推广太阳能热水系统建筑应用工作经验及教训，认真分析研究出现的设计、施工质量管理、运行维护、使用状况等突出问题，加强组织领导和制度建设，提高技术服务，实现全过程监督管理，促进我省太阳能热水系统建筑应用工作的可持续发展。附件：2012年下达执法建议书项目及通报批评的有关责任主体名单

海南省住房和城乡建设厅

7.太阳能光伏发电技术及其应用 篇七

随着社会的进步, 全世界依然全面的进入到了信息化带动工业化的重要时期, 这一时期具有一个鲜明的特点, 那就是工业制造业发展迅速, 垃圾污染物迅速堆积, 所以人们在追求高速发展的同时, 也将眼光投向了便捷环保。而太阳能正是这样一项适合可持续发展道路的重要环保项目, 所以世界当中各个国家都在积极努力的发展太阳能技术, 所以综上所述, 笔者以此为前提背景, 顺应开发可再生能源的政策要求, 以太阳能光伏发电为楔入点, 通过对其技术及应用的分析, 为大家系统的阐述这一技术特点。

1 太阳能光伏发电技术

控制器、电能储存、变换环节、光伏电池板是构成电能变换系统的主要结构, 也是太阳能光伏发电系统的重要组成部分。随着世界性节能资源的兴起, 太阳能光伏技术, 从单一的电池板生产已然发展到了电子电力变换器的设计, 从局部到整体有了翻天覆地的变化, 其中, 在光伏发电系统当中, 光伏阵列的最大功率跟踪技术、太阳能电池技术、孤岛效应检测技术、聚光器技术等都是系统运行所涉及到的重要技术, 但是由于篇幅有限, 笔者只能从太阳能电池技术与聚光技术两个方面入手, 为大家侧面的阐述一下。

1.1 太阳能电池技术

在太阳能光伏发电系统中, 光伏电池是其基本核心部件, 但是由于其存在着许多问题, 仍然不能得到大规模的普及与应用, 其中通过总结与分类, 我们大致可以将问题分为两类:一是成本过高, 而且高光电转换效率过低。比如在第一代光伏电池当中, 其主要基础设施以硅片为主, 虽然通过十多年的有效研究, 已然大幅度的增加了高光电转换的效率, 但是其成本还是过高, 无法大量的投入生产, 所以在第二代光伏电池中, 薄膜技术被广泛的开发应用, 其技术特点主要为在非硅材料的衬底上, 铺设很薄的光电材料层, 如此不仅增加了转换效率, 还降低了成本, 可以大规模的投入到生产使用当中, 已然成为了国际太阳能光伏发电的主流生产技术。而当下, 科研者又将目光投向了以理论极限光电转换效率为基础的第三代太阳能电池, 其利用先进薄膜制造技术为基础, 依靠有机聚合物电池、多层多结、染料敏化太阳能电池、纳米结构电池、量子点等先进技术, 以提高光电转换光电效率为目标, 以降低生产成本为最终策略, 进行了大规模的科研与实验, 相信在不久的将来, 这一技术将系统的应用在太阳能光伏发电当中。

1.2 聚光光伏技术

由于大气的阻隔和太阳的距离等不可逆的因素影响, 直接到达地面的太阳能过低, 这直接导致了利用效率的下降, 所以为了提高太阳能利用效率, 就要从有效的聚光光伏技术入手。其具体的研究难点从本质上来说反应在两个方面, 一方面成本过高, 所以如何使用低廉的聚光物质代替昂贵的聚光材料成为了研究的一大主题, 另一方面密度太低, 由于太阳光的分散性很强, 并且受控制的手段很少, 所以如何解决小面积受光却能聚集大范围能量这一问题, 也受到了广泛的关注。通过对聚光器分析, 我们可以清晰地了解其整个技术原理, 包括反射聚光技术、折射聚光技术、热光伏聚光技术、荧光聚光技术、全息聚光技术和混合聚光技术等。其中混合聚光器利用反射、内部反射和折射达到聚光。而荧光技术和全息聚光技术还尚不成熟。但是热光伏聚光技术依然完全成熟, 其工作原理是:太阳把辐射器加热到高温, 完成光热转换;辐射器再发出辐射到太阳能电池上, 完成光电转换。在2009年6月的我国自主研发出的“4倍聚光+跟踪”的新型光伏发电技术, 具有廉价、轻巧、效率高、抗风强等特点, 正是利用了这一技术特点。

2 太阳能光伏发电技术的应用

太阳能光伏发电的应用方式有多种, 包括独立、并网、混合光伏发电系统, 光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域;在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用, 并且随着技术的发展, 其应用领域还在不断地延伸和发展 (由于篇幅有限, 下面笔者就针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述) 。

2.1 独立光伏发电系统

独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统, 通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源, 比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电, 而负荷用电特性往往是全天候的, 因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大, 供电稳定性也相对较差, 但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。

2.2 并网光伏发电系统

并网光伏发电系统与公共电网相联接, 共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电, 以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池, 降低了系统运行成本, 提高了系统运行和供电稳定性, 并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统, 它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。

2.3 混合光伏发电系统

混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中, 联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点, 避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少, 缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差, 但风力大的地区, 采用光伏、风力混合发电系统, 可以减少对天气的依赖性, 降低负载缺电率。

以下笔者针对大连周水子机场三期航站楼项目拟采用太阳能光伏发电技术做一下简单介绍, 虽然最终由于投入资金问题并没有最终采用此技术, 但是希望大家能够对太阳能光伏发电技术有所了解, 产生兴趣并投入实际运用。

(1) 系统概述

系统设计容量:150KWp。

(2) 系统运行原理描述

1) 系统总体分为两部分, 一部分为太阳能电池阵列部分, 另一部分为控制逆变系统部分。

2) 太阳能电池阵列部分主要为太阳能电池组件组成的阵列及汇流箱 (太阳能接线箱) 等附属部件。当太阳光照射到太阳能电池组件上, 根据半导体的光伏效应, 电池组件两端产生电压。汇流箱将电池阵列产生的直流电能通过电缆输送到1#变电站逆变器。

3) 控制逆变系统主要分为逆变器以及控制柜 (太阳能交流配电柜) 。逆变器将汇流箱输送来的直流电能逆变成符合标准的交流电能, 并输送给控制柜。控制柜在有保护的情况下, 将交流电能通过电缆输送到并网点 (1#变压器0.4k V交流母线下侧) 。

(3) 设备布置概述

1) 电池阵列:采用高效多晶硅电池组件, 在新建航站楼屋顶分阵列布置。

2) 屋面电池阵列至逆变器及控制中心的电力线缆与通信线缆沿线槽铺设。

3) 控制逆变系统:逆变器及太阳能控制配电柜放置于机场新建航站楼1#变电站内。

4) 光伏发电控制中心设置在1#变电站值班室。

(4) 设备指标概述

1) 太阳能电池板:

a.在标准测试条件下峰值功率200Wp以上, 转化效率在14%以上;

b.温度范围-40℃~+90℃;

c.功率误差范围在±5%以内;

d.机械荷载 (Mechanical load) 不小于5400Pa (按照IEC61215标准测试) 。

2) 汇流箱:

a.主要功能:汇流、防雷、保护等;

b.产品防护等级为IP65。

3) 逆变器:

a.满足太阳能阵列电压在DC200V~450V范围内具有MPPT功能;

b.输出功率因数≥0.99;

c.额定效率≥93%;

d.具有完善保护功能:直流过压、欠压保护、交流过压、欠压保护、交流过频、欠频保护、短路保护、漏电保护、防雷保护、防孤岛保护等。

4) 控制柜:

a.产品类型为屋内自立型;

b.主要功能:交流输配电功能、紧急停止功能、防逆流功能、数据采集通信功能、系统运行控制功能等。

*:系统时时监测电网电能质量, 当检测到电网过压、欠压、电网过频欠频、孤岛运行、逆流等情况, 并持续一定时间, 此时系统采取保护措施, 断开输出断路开关, 停止系统对电网的电力输送。在检测到电网恢复正常并运行一定时间后, 系统重新启动输出, 恢复运行。

(5) 系统依据标准 (JGJ203-2010) 设计情况:

(6) 光伏发电系统运行概述:

1) 该系统采用0.4k V无逆流低压侧并网方式运行设计。

2) 当系统直流输入恢复正常或达到一定值后, 逆变器自动启动。逆变器将直流电转换成交流电, 调节电压并使其与商用电网同步。

3) 如果商用电网出现问题或故障, 则从商用电网中断开逆变器输出, 随后逆变器将进入待机模式。如果商用电网恢复正常, 则在设定的一定时间后, 系统重新运行为商用电网供电。

4) 如果系统逆变器出现直流接地断开连接、交流过流、直流泄露、断路器过流、总线过压等问题, 逆变器停止输出。

5) 如果因为光伏系统输入大于并网所在回路负载功率, 防逆流装置会检测到信息并传递给系统, 系统停止输出。

6) 当系统直流输入出现故障或低于一定值后, 逆变器自动从商用电网中断掉转换部件, 之后进入待机模式。

3 结束语

在当下, 随着科学生产力的提高, 越来越多的地方需要用电, 而针对我国而言, 由于地域广阔, 人口基数过大, 制造业又蓬勃兴起, 正是需要大量用电的高峰时期, 所以对电能源的供应相对缺乏, 而太阳能光伏发电技术的应用, 则极大程度上满足了供电不足的情况。所以笔者呼吁, 应大力开展太阳能光伏技术的研发情况, 建立大量的模拟实验场所, 对其应用性能进行广泛的测验, 只有如此, 才能促进我国的太阳能技术的研发与使用, 增强我国的供电力量。

摘要：本文重点阐述了太阳能光伏发电的技术及应用, 包括分析了太阳能电池技术、聚光光伏技术、独立、并网、混合光伏发电系统等具体的研究事项, 希望通过本文的阐述, 大家能对其有一个系统的了解。

关键词：太阳能,光伏,技术,应用

参考文献

[1]赵争鸣, 刘建政, 孙晓英等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社, 2005

[2]倪萌, MK Leung.KSumathy.太阳能电池研究的新进展[J].可再生能源, 2004

[3]狄丹.太阳能光伏发电是理想的可再生能源[J].华中电力。2006

8.太阳能在建筑上的综合应用 篇八

关键词：光电；光热；光导；综合利用

1.引言

能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素，能源供应形势直接关系到国家安全和社会稳定。建筑领域消费的能源，主要是煤炭、石油和天然气等石化能源，这些能源、资源有限，不可再生，终究要枯竭，而且对环境造成了严重的污染。因此，太阳能在建筑中的综合应用势在必行。

2.太阳能的综合利用

2.1太阳能的光电系统

2.1.1太阳能和建筑结合方式

太阳能光电产品是利用“光生伏特效应”直接将光能转换为电能加以利用。太阳能和建筑按结合形式可分两种：即BIPV和BAPV。

BIPV即BIPV：Building Integrated Photovoltaic。光伏建筑一体化(BIPV)是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑自身，成为建筑的有机组成部件，主要应用在太阳能幕墙、太阳能窗、太阳能屋顶等。

BAPV则是Building Attached Photovoltaic，即光伏系统简单附着在建筑之上的形式，建筑中采用的是普通太阳电池组件，太阳电池组件通过支架安装在屋顶上，光伏产品并不属于建筑物的一部分。

2.1.2太阳能和建筑结合的安装形式

太阳能和建筑结合的安装形式主要有以下八种形式：

2.1.3太阳能和建筑结合的供电形式

按照太阳能发电系统对电网的依附关系可分为独立系统(也称离网系统)和并网系统(也称联网系统)。对于和建筑结合的光伏系统，一般采用用户端并网的方式，即采用即发即用原则，太阳能产生的电能直接供给就近的负载消耗，多余的电能再进行上网传输。

BIPV／BAPV建筑物具有节约土地、无污染、无噪声、隔音、节能降耗等优点，这对于节能环保要求更高的今天和未来极为重要。

2.2太阳能的光热系统

太阳能光。热转换是太阳能热利用的基本方式，光热产品则是直接把太阳能转换为热能，如太阳能热水器、太阳能制冷空调系统、太阳能干燥、太阳房、太阳能灶等。

2.2.1太阳能集热系统

太阳能集中供热系统具有一次性投资、运行费用低的特点，在太阳能集热工程、燃气热水器、电热水器、燃油锅炉几种方案中是经济效益最好的，而且安全可靠、美观、无污染。太阳能集热工程主要分为以下几类：

闷晒(微循环)方式：闷晒式集热器一般是指采光吸热元件和蓄热水箱一体化的太阳能集热器，这种产品结构简单、使用期短、价格便宜。使用时，一次性充满水后闷晒，使用热水时可一次性用完。

自然循环方式：采用自然循环方式的太阳能工程，水箱必须高架，水箱底部高于真空管联箱上部一定尺寸(经验数据：0.Sm以上)。自然循环方式的原理主要是利用热水与凉水比重不同而产生的重力差为动力进行循环。简单说就是当真空管受到光照后，集热器联集管内水温提高后比重轻，沿热循环管上行。而蓄热水箱底部的凉水比重大通过冷循环管下行进入集热器，这样周而复始，将蓄热水箱内的水不断提高，最后达到洗浴温度。

强迫式循环系统：强迫循环工作方式主要应用在大型太阳能系统，即水量大、水箱大并且现场不能高置水箱的太阳能系统。由于水箱低于集热器，系统不能自动循环，故采用强制循环，一般使用热水循环泵强制集热器与水箱之间进行水循环。

2.2.2太阳能热与建筑物一体化的设计

太阳能在建筑方面的综合利用是当前太阳能产品发展趋势之一。尤其是太阳能热水器或太阳能热水系统，国家建设部已将其列入民用节能环保住宅的使用范畴。太阳能和建筑结合有以下几种方式：

天窗式：对于瓦屋住宅(如别墅)，太阳能集热器安装在朝南的瓦面上固定，且集热器边框与瓦的颜色相匹配：而贮热水箱安放在隐蔽处，在建筑设计时已设计好。从地面上看过去，犹如一扇天窗，故称天窗式热水器。

壁挂式：对于高层楼宇，楼面空间面积有限，如在楼面安装太阳能热水器，显然无法满足各用户需求。况且低层住户供热水管太长，管道热损大，影响用水温度。为了解决这个存在问题，可在朝阳的阳台旁边专门建造一块1m*0.6m的飘台，集热器安装在飘台上并固定，卧式水箱安装在室内。从地面看上去，集热器好像挂在墙壁上，故称壁挂式太阳能热水器。

分体式：对于6层以下的平项屋面楼房，如果女儿墙的高度是1.1m，而太阳能集热器的高度为1m，卧式贮热水箱安放在集热器底部，因而在外面看不到太阳能热水器不存在外观问题。该类型热水器集热器和水箱不紧靠在一起，故称分体式。

2.3太阳能的光导系统