第3章 太阳能发电 《可再生能源发电技术 知识》课件.ppt

* 并网式太阳能光伏发电 (2)联网光伏发电系统：所发电力直接进入电网，省掉了储能单元，因而可使其成本下降18%左右。 住宅用并网光伏系统 集中式并网光伏系统（电站） * 光电建筑 Power plants Residential, integrated roof Residential, not-integrated roof PV Buildings. Source BCIT , Burnaby, British Columbia Residential PV is developing very fast in Japan and Germany * 中国的光电建筑 * 光电建筑一体化 BAPV: Building Attached Photovoltaic BIPV: Building Integrated Photovoltaic BAPV是安装型或附着型建筑用光伏系统，主要指建筑上安装的光伏构件不作为建筑的外围护结构，只起发电功能的建筑部件，在既有建筑上应用较多。 BIPV是构件型或建材型建筑应用光伏系统，主要指在建筑上安装的光伏构件不仅是发电的部件，而且作为建筑的外围护结构，与建筑同步设计、同步施工、同步验收，特指光伏幕墙和光伏采光顶。 建筑与光伏的结合，既不用占地，又不用远距离输送电力，同时还可以降低建筑能耗与减少排放。 * 光电建筑一体化 国内光电建筑应用市场蓄势待发 国内市场起步晚但发展快；2009年开始颁布系列推进国内光电建筑应用的政策法规，实施太阳能屋顶计划，启动“金太阳”示范工程，国内光电建筑应用开始启动。 “十二五”规划加快光电建筑发展；将低碳发展作为重要政策导向。 政策体系亟待完善；太阳能屋顶计划和金太阳计划，政策上均存在“重建不重用”和缺乏监督现象，导致建成项目投资效益低下。欧洲国家的实践证明，上网电价法是目前最好的光伏产业扶持政策。2010年8月1日，中国的光伏发电上网标杆电价颁布，国内光伏发电应用的高潮即将到来。 * 光电建筑一体化 与建筑技术的融合是关键；首先立足于建筑规范和特点，重点考虑建筑的荷载和安全性，其次要考虑各种新兴技术的应用，比如微逆变器的使用，智能电网和微网的建设，保证项目的长期稳定运行。 经济性仍是市场化发展的根本； 国际商场侧重于居民建筑，国内市场则偏爱公共建筑；国内居民建筑屋顶需针对性政策支持； * 零能源住宅 * 并网逆变器 功能： 自动运行和停机 最大功率点跟踪控制（MPPT） 防独立运行（孤岛效应） 被动式防护 主动式防护 自动电压调整 最大功率点跟踪控制 * DC/AC逆变器 控制器 防止蓄电池过冲和过放 最优化能量管理（最佳工作点跟踪、温度补偿等） 光伏系统工作状态显示 光伏系统信息存储等 * 太阳能电池制造技术 Solar Energy – crystalline silicon cell manufacturing high energy demanding. Cost is saturating Thin film technologies – higher potential for cost reduction on long-term * 太阳能电池发电系统设备构成 串联时组件工作电流需相同 并联时组件工作电压需相同 组件互联接线最短原则 纵联横并 横联纵并 有局部阴影时： 总线电压下降，输出电流也大幅下降，系统可能不能正常 工作。 总线电压可保持不变，虽然少了一组电流，但系统可正常工作。 * 太阳能光伏发电 主要优点 结构简单，体积小且轻 易安装，易运输，建设周期短 容易启动，维护简单 清洁，安全，无噪声 可靠性高，寿命长 太阳能无处没有，应用范围广 * 主要缺点 能量分散，占地面积大 间歇性大 地域性强 转换效率低 成本高 * 光伏发电 荷兰Amersfoort，学校与社区屋顶 伦敦采用光伏电池的加油站 德国Kobern-Gondorf，340kW，并网运行 瑞士安装在高速公路旁廉价土地上的光伏电池方阵 * 世界太阳能电池发展情况及趋势 从1988到2003光伏电池产量平均每年递增20％，近年来发展更快。 * 近20年光伏电池效率逐渐缓慢提高：第一代单晶硅商业 电池转换效率达17％，实验室达24.7％。 第三代单晶硅多结聚光太阳电池 第一代单晶硅太阳电池 第二代薄膜太阳电池 * 聚光光伏技术（CPV） 硅基电池 热性能较差，最大聚光倍数100倍，聚光条件下效率仅提高1％；需采用半导体级晶体硅材料，材料成本高。 砷化镓电池 光子跃迁过程不伴随发热，热性能好于硅材料，聚光倍数100～200倍。 多结电池 使用锗、砷化镓、镓铟磷等3种具有不同禁带宽度的半导体