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太阳能发电系统知识

       太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的亲睐,在人们生活、工作中有广泛的作用, 太阳能发电就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。

而太阳能热电站的工作 原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。

人们需要太阳能
现有能源
  随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种, 即火电、水电和核电。
火电的缺点
  火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计,全世界石油资源再有30年便将枯 竭。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。
水电的缺点
  水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。

核电的缺点
  核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害 ,而且这一影响并未终止。
太阳能满足新能源的条件
  这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。目前找到 的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。其中,最理想的新能源是太阳能。

 

太阳能发电是最理想的新能源
   照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽 、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。   从太阳能获得电力,需通过太阳电池 进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的 限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度 小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。   要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。目前,太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵 。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10% ,每瓦发电设备价格降到12美元时,便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤 发电的效率。但由于它太贵,目前只能限于在卫星上使用。

太阳能发电的应用
   太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散地进行,所以它适于各家各户分别进行发电,而且要联接到供电网络上,使得各个家 庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决,关键在于要有相应的法律保障。现在美国、 日本等发达国家都已制定了相应法律,保证进行太阳能发电的家庭利益,鼓励家庭进行太阳能发电。 日本已于19924月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网,已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象,实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。据日本有关部门估计日本2100 万户个人住宅中如果有80%装上太阳能发电设备,便可满足全国总电力需要的14%,如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电,则太阳 能发电将占全国电力的30%-40%。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统,需600 万至700万日元,还未包括安装的工钱。有关专家认为,至少要降到100万到200万日元时,太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。 不久前,美国德州仪器公司和SCE公司宣布,它们开发出一种新的太阳电池,每一单元是直径不到1毫米 的小珠,它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上,就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1700个这样的单元 。这种新电池的特点是,虽然变换效率只有8%—10%,但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实,可以像布帛一样随意折叠且经久耐用,挂在向阳 处便可发电,非常方便。据称,使用这种新太阳电池,每瓦发电能力的设备只要1.52美元,而且每发一度电的费用也可降到14美分左右,完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上,每年就可获得一二千度的电力。

 太阳能发电的前景
    太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电,并通过超导电缆将全球太阳能 发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算,到2000年、2050年、2100年,即使全用太阳能发电供给全球能源,占地也不过为 65.11万平方 公里、 186.79万平方公里、829.19万平方公里。829.19万平方公里才占全部海洋面积 2.3%或全部沙漠的 51.4%,甚至才是撒哈拉沙漠的 91.5% 。因此这一方案是有可能实现的。另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想, 准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板,上面布满太阳电池,这样便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题 。现已提出用微波束、激光束等各种方案。目前虽已用模型飞机实现了短距离、短时间、小功率的微波无线输电,但离真正实用还有漫长的路程。随着我国技术的发展,在2006年,中国有三家企业进入了全球前十名,标志着中国将成为全球新能源科技的中心之一,世界上太阳能 光伏的广泛应用,导致了目前缺乏的是原材料的供应和价格的上涨,我们需要将技术推广的同时,必须采用新的技术,以便大幅度降低成本, 为这一新能源的长远发展提供原动力! 太阳能的使用主要分为几个方面:家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕 墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等,现在主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。世界目前已有近200家公司生产太阳能电池,但生产设备厂主要在日企之手。   国家电网公司加大对可再生能源发展支持力度

    发展可再生能源是应对气候变化、优化能源结构、解决能源和环境问题的关键,是我国能源 战略调整、转变电力发展方式的重要内容。2010年3月15日,国家电网公司印发通知,要求各单位进一步加大对可再生能源发展的支持力度,促 进可再生能源的开发和利用。

    通知要求,各单位要科学制定电网规划,提高电网 消纳大规模可再生能源能力。要积极配合政府做好可再生能源发展规划,做到可再生能源发展规划与电网发展规划和电力工业发展总体规划协 调一致;结合可再生能源发展规划,科学制定电网发展规划并及时做好滚动优化,充分发挥电网规划对电源规划的引领作用,认真贯彻公司“ 一特四大”发展战略,依托以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网建设,促进可再生能源的快速、健康、可持续发展; 积极开展风电及太阳能发电等可再生能源发电接入电网和市场消纳研究;对需要跨区域消纳的大型可再生能源发电基地和项目,由网省公司配 合公司总部开展市场消纳方案研究和输电规划工作;积极发展抽水蓄能等系统调峰手段建设,提高系统调峰能力,为新能源发展创造条件。

    各单位要加快电网前期工作,保证可再生能源发电 项目按计划并网。通知还要求,各单位要优化调度运行工作,提高可再生能源发电运行水平,对于满足并网技术标准要求并通过并网检测的可 再生能源发电项目,要及时签订并网调度协议,在保障电网安全稳定运行的情况下,保证可再生能源发电项目及时并网发电。

    公司要求,各单位要提高营销服务水平,保证风电 、太阳能发电等可再生能源发电全额保障性收购。各单位应拓展与可再生能源发展相关的业务新领域,根据国家相关产业政策,依托坚强智能 电网建设,提早准备分布式可再生能源发电接入电网、储能设备接入电网、电动汽车充电等的配套市场服务。

    各单位还要加强技术政策研究,促进可再生能源科 学健康发展。积极开展可再生能源发电及接入电网的关键技术研究与关键设备攻关,开展可再生能源发电调度运行关键技术研究,提升风能、 太阳能发电的出力预测技术水平;加强促进可再生能源发展的相关政策法规及标准体系研究,积极开展可再生能源发电电量收购、电网配套建 设、电价机制等方面政策研究,为各级政府决策提供支撑;加紧组织研究和制订可再生能源发展相关标准和技术规范,健全和完善标准体系, 为可再生能源的规范、有序发展提供保障。

                                                                                                                                                                       ----筠健太阳能网