太阳能发电技术培训.ppt

1 太阳能发电技术太阳能发电技术 2023/4/27 1 认识太阳能发电认识太阳能发电 太阳能发电.avi 太阳能发电.rmvb 注：相关视频来自于注：相关视频来自于Discovery频道节目，频道节目，视频版权归其所有视频版权归其所有 2 3 2023/4/27 3 4.1 4.1 太阳能资源分布太阳能资源分布 太阳能资源主要分布在赤道附近、南北回归线之间 4 中国全年太阳能总辐射（kJ/cm2.年）2023/4/27 4 中国太阳能资源分布中国太阳能资源分布 1）我国陆地表面接受太阳能总量50*1018kJ/年，非常丰富；2）青藏高原地区太阳能资源最为丰富：年均日照时间3005.7h，相对日照为68%；3）四川盆地太阳年辐射总量最小，年均日照时间1152.2，相对日照26%5 5 光伏发电是先进的固态发电技术 4.2 4.2 光伏发电特点光伏发电特点 6 7 1、太阳能光伏发电的缺点（都不是致命的）8 光伏电价与常规电价的发展趋势 2023/4/27 8 太阳能发电成本持续下降太阳能发电成本持续下降 9 太阳能发电在未来的发展趋势 2023/4/27 9 资料来源:中国光伏发展报告2007 太阳能发电规模加速扩大太阳能发电规模加速扩大 10 2、太阳能光伏发电的优点 11 2、太阳能光伏发电的优点 12 12 每日办公楼耗电曲线和太阳能光伏发电曲线的对比 Source:Winfreid Hoffmann,RWE-Schott Solar Solar electricity production and electricity demand of an office building match perfectly 2、太阳能光伏发电的优点 13 13 Source:BSW-Solar/Meteocontrol GmbH 峰值电价格高达 1.5/kWh 德国Leipzig贸易博览会不同时段电价 27th July 2006 电力消耗与太阳能的对应关系 2、太阳能光伏发电的优点 14 14 日本10万屋顶计划 德国10万屋顶计划 美国加州百万屋顶计划 美国最新提出的千万屋顶计划。15 太阳电池基本原理“光生伏特效应”4.3 4.3 光伏发电技术光伏发电技术 1、太阳能电池 16 太阳电池、组件和方阵 17 太阳电池的太阳电池的I I-V V特性及功率曲线特性及功率曲线 I:电流 Isc:短路电流 Im:最大工作电流 V:电压 Voc:开路电压 Vm:最大工作电压 标准条件：AM=1.5 G=1000W/m2 T=25C 18 太阳光强与开路电压和短路电流的关系太阳光强与开路电压和短路电流的关系 I:电流 Isc:短路电流 Im:最大工作电流 V:电压 Voc:开路电压 Vm:最大工作电压 19 光强的影响光强的影响 20 温度的影响温度的影响 21 热斑现象热斑现象 22 防止热斑现象发生防止热斑现象发生 -+负载加装旁路二极管和阻断二极管加装旁路二极管和阻断二极管 23 商品化的太阳电池组件和效率商品化的太阳电池组件和效率 24 单晶硅太阳电池 实验室最高效率：24.7%商业化批量生产效率：17%多晶硅太阳电池 实验室最高效率：20.3%商业化批量生产效率：16%常规晶体硅太阳电池常规晶体硅太阳电池 25 实验室最高效率：26.8%背接触太阳电池黑电池 三洋电机高效、超薄HIT电池 26 CIGS 薄膜太阳电池，最高效率19.9%，商业化12%。CdTe太阳电池 最高效率：16.9%商业化：9-11%非晶硅薄膜太阳电池，最高效率：12.8%（稳定）商业化：6-8%下一代薄膜太阳电池 薄膜太阳电池薄膜太阳电池 27 高倍聚光太阳电池 28 国内高倍聚光光伏系统HCPV 廊坊新澳光伏15kW 河南南阳利达光伏3kW 29 聚光光伏与光热混合系统 30 低倍聚光太阳电池 31 国际太阳电池实验室效率 电池种类 转换效率（）研制单位 备注 单晶硅太阳电池 24.70.5 澳大利亚新南威尔士大学 4cm2面积 背接触聚光 26.80.8 美国SunPower公司 96倍聚光 单晶硅电池 GaAs多结电池 42.7 美国的Spectrolab (德国Fraunhofer 研究所)聚光电池 多晶硅太阳电池 20.30.5 德国弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所 1.002cm2面积 InGaP/GaAs 30.281.2 日本能源公司 4cm2面积 非晶硅太阳电池 14.5(初始)0.7 美国USSC公司 0.27cm2面积 12.8(稳定)0.7 CIGS 19.50.6 美国国家可再生能源实验室 0.410cm2面积 CdTe 16.50.5 美国国家可再生能源实验室 1.032 cm2面积 多晶硅薄膜电池 16.60.4 德国斯图加特大学 4.017cm2面积 纳米硅太阳电池 10.10.2 日本钟渊公司 2微米厚膜 染料敏化电池 11.00.5 EPFL 0.25 cm2面积 HIT 21.5 日本三洋公司 32 中国太阳电池实验室效率 中国太阳电池实验室最高效率（STC：AM1.5,1000W/m2,25 C）太阳电池类型 最高效率()研究单位 面积(cm2)单晶硅电池 20.4 天津电源研究所 22 多晶硅太阳电池 18 无锡尚德 12.512.5 双结非晶硅电池 9.2 南开大学 2020 GaAs电池 29.25 天津电源研究所 11 CIGS 14.3 南开大学 0.87 CdTe 13.38 四川大学 0.502 染料敏化电池 7.4 中科院等离子所 10.2 u-Si/a-Si 叠层电池 11.8 南开大学 小面积 9.7 1010 HIT 17.27 中科院研究生院 1.2 33 要求：快速、准确和稳定 太阳电池的最大功率跟踪（太阳电池的最大功率跟踪（MPPTMPPT）34 3、太阳跟踪 35 平板自动向日跟踪系统 36 极轴跟踪系统 连排极轴跟踪系统 独立极轴跟踪系统 37 世界太阳电池发货量（MWp）公历年 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 中国 10.0 10.0 50.0 200.0 400.0 1088.0 2600.0 4011.0 欧洲 135.0 193.4 314.0 470.0 657.0 1062.8 2000.0 1930.0 日本 251.0 363.9 602.0 833.0 928.0 920.0 1300.0 1508.0 台湾 450.0 900.0 1300.0 北美 120.0 103.2 140.0 154.0 202.0 266.1 432.0 595.0 其它 45.0 73.8 89.0 102.0 314.0 663.1 668.0 1316.0 合计 561.0 744.3 1195.0 1759.0 2500.0 4000.0 7900.0 10660.0 49%shared by China mainland+Taiwan;38%shared by China mainland.0.02000.04000.06000.08000.010000.012000.020022003200420052006200720082009公历年发货量（MW）中国欧洲日本台湾美国其它4.4 4.4 光伏发电现状光伏发电现状 38 2009年世界前30名太阳电池企业排名（MWp）Source：PV News,May，2010 排名 2009 产量(MW)排名 2009 产量(MW)1 First Solar(US,DE,ML)1011 16 Bosch Solar/Ersol(DE)200.0 2 Suntech Power(CH)尚德 704 17 Neo Solar(TW)200.0 3 Sharp(JP)595 18 Solar World(DE,USA)194.0 4 Q-cell(DE，ML)537 19 China Sunergy(CH)中电 160.1 5 Baoding Yingli(CH)英利 525 20 Mitsubishi Electric(JP,+HEL)150.0 6 JA Solar(CH)晶澳 509 21 Ningbo Solar(CH)宁波 150.0 7 Kyocera 日本京瓷 400 22 Changzhou Yijing(CH)亿晶 135.0 8 Trina Solar(CH)天合 399 23 REC Schancell(NW)134.0 9 SunPower(PH)398 24 United Solar（US）120.0 10 Gintech（TW）昱晶 368 25 Sun Flower(CH)浙江向日葵 120.0 11 Motech(TW)茂迪 360 26 Evergreen Solar（US）104.6 12 Canadian Solar(CH)阿特斯 326 27 Schott Solar(DE)102.0 13 Sanyo（JP）三洋 260 28 Del Solar(TW)88.8 14 E-Ton（TW）225 29 Jetion Solar(CH)浚鑫 80.0 15 Solarfun(CH)林洋 220 30 Sollend(NE)80.0 其 它 1804.5 合 计 10660 39 2009年世界太阳电池分类市场份额（MWp）Source：PV News，May,2010 40 2009年世界光伏安装量（GWp）国家 德国 西班牙 美国 日本 意大利 法国 中国 韩国 捷克 比利时 其他 合计 2008（GW）1.53 2.28 0.35 0.23 0.34 0.10 0.04 0.28 0.03 0.048 0.29 5.52 2009（GW）3.8 0.150 0.475 0.484 0.700 0.285 0.160 0.170 0.411 0.292 0373 7.30 09占有率（%）52.1 2.1 6.5 6.6 9.6 3.9 2.2 2.3 5.6 4.0 5.1 100.0 Source:Displaybank 2009 and EPIA,March,2010 2009年各国光伏安装量2009年各国光伏安装量52.1%2.1%6.5%6.6%9.6%3.9%2.2%2.3%5.6%5.1%4.0%德国西班牙美国日本意大利法国中国韩国捷克比利时其他2008年各国光伏安装量年各国光伏安装量27.7%41.3%6.3%4.2%0.7%0.9%5.1%5.3%6.2%1.8%0.5%德国西班牙美国日本意大利法国中国韩国捷克比利时其他41 2009年世界光伏累计安装量（GWp）Source:REN 21，Renewables 2010 Global Status Report 42 中国近年来并网和离网光伏安装量比较（MWp）年 Year 2004 2005 2006 2007 2008 2009 离网 Off-Grid 8.8 7.4 9.0 17.8 19.0 18.0 并网 Grid-Tied 1.2 1.5 1.0 2.2 21.0 142.0 年装机 Annual 10.0 7.9 10.0 20.0 40.0 160.0 累计安装 Cumulative 62.1 70.0 80.0 100.0 140.0 300.0 8.8 7.4 9.0 17.8 19.0 18.0 1.2 1.5 1.0 2.2 21.0 142.0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 200420052006200720082009装机 Installation（MW）公历年 Year离网 Off-grid并网 Grid-tied43 4.5 4.5 光伏发电对电网的影响光伏发电对电网的影响 44 电网电压波动、闪变 影响用户的电器设备安全。浙江示范工程浙江示范工程 在10kV接入、