太阳能发电原理及应用讲座1概论.ppt

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1、太阳能发电原理及应用杨金焕2005.12.第一章绪论一.开发利用太阳能的战略意义1．化石燃料储量正面临逐渐枯竭的危机局面随着世界人口的增长和经济的发展，对于能源供应的需求量日益增加，目前主要是靠化石燃料来提供。然而，化石燃料的储量是有限的，全球石油可开采约45年，天然气大约61年，煤炭可开采约230年，铀大约71年。如果再考虑到现在世界石油消费量大约每年增长2%，这样每隔35年，消费量将增加一倍。目前1/5的人口消费世界上75%的能源，发达国家人均石油消费量是最贫穷的全球一半人口消费量的15倍。据世界卫生组织估计，到2060年全球人口将达100~110亿。

2、如果到时所有人的矿物和能源消费量都达到今天发达国家的人均消费水平，则地球上35种矿物中将有1/3在40年内消耗殆尽，包括所有的石油、天然气、煤炭（假设为2万亿吨）和铀。化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰，高峰在什么时间？离现在还有多远？留给可再生能源技术发展的时间足够吗？！！日本的预测自天然气以下为化石燃料化石燃料生产峰值在2020～2030之间世界油气资源的开采峰值对化石燃料开采峰值有决定性影响，因此我们再观察几个对油气资源开采峰值的预测。2002，AssociationforStudyofPeakOil(ASPO):峰值位于2010年(见下图)；

3、ASPO对世界油气开采峰值的最新预测峰值位于2010Shell的预测2001，BP，WorldEnergyForuminDavos:峰值位于2010，30-40之后将消耗尽；2000，WorldResourcesInstituteinWashington:峰值位于2019.综合以上多种预测，化石燃料开采峰值位于本世纪20～30年代我国一次能源的储量均低于世界平均值，2004年进口石油约1.1亿吨，外汇支出比前一年增加了30%~40%。我国能源储量与世界比较2．保护生态环境逐渐受到人们的重视随着全球很多地区气候变暖，自然灾害频繁发生，酸雨范围越来越广，高

4、空臭氧层空洞扩大等现象的出现，使人们逐渐认识到治理大气环境，防止污染已经到了刻不容缓的地步。现在单是CO2全球每年排放量就超过500亿吨，并且还在不断增加。按人口平均计算，美国每年的CO2排放量为20吨/人年，德国为12.3吨/人年，日本为8.7吨/人年。“京都议定书”对于工业化国家规定了减少温室气体排放量的指标。尽管“京都议定书”没有对我国的温室气体排放量规定具体的指标，但是我国的情况相当突出。我国能源消费只占世界的8%~9%，人均排放量也不算高，但是人口众多，能源利用率不高，能源消费以燃煤为主，而且煤炭所含的硫等有害成分很高。我国SO2排放量占世

5、界的15.1%，为世界第一；CO2排放量占世界的13.6%，列世界第二。因煤炭燃烧而排放的SO2、CO2、NOx和烟尘分别占全国相应排放量的87%、71%、67%和60%，所以备受世界关注。我国必须作出巨大努力，来改变这种状态。2003年全球一次能源消耗结构比例世界中国煤炭%24.7174.0石油%38.4715.2天然气%23.722.7核能%6.590.4水电%6.517.7太阳能是取之不尽的清洁无公害新能源。安装1KW太阳能光伏发电系统，每年可以减少CO2排放量600~2300kg、NOx排放量16kg、SOx排放量9kg和微粒0.6kg。在我国太阳

6、能每发1度电，扣除在生产太阳电池及设备的过程中所消耗的电力，可至少相当于减少CO2排放量1.14kg。3．常规电网存在局限性现在全球还有将近20亿人口没有用上电，我国到在2000年也还有大约3000万人口没有电力供应，其中相当大部分处在经济不发达的边远地区，由于居住分散，很难用常规电网解决用电问题，没有电力供应严重制约了当地经济的发展。作为不受区域限制的太阳能，是个理想的补充能源，光伏发电在这些地区大有用武之地，存在着巨大的潜在市场。二.太阳能发电的特点优点:太阳能取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类消耗的能量大6000倍。只要在美国阳光丰富的

7、西南部沙漠地区，建立一个面积为100哩×100哩的巨型光伏电站，所发的电力可以满足全美国的用电需要。太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。太阳能随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了输电线路等损失。太阳能不用燃料，运行成本很低。太阳能发电没有运动部件，不易损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用。太阳能发电不产生任何废弃物，没有污染，无噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源。太阳能发电系统建设周期短，方便灵活。而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳电池容量，避免了浪费。缺点:地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气

8、候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电。能量密度较低，标准条件