什么是可再生能源?
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽,用之不竭的特点,主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。
● 太阳能
太阳能是来自地球外部天体的能源。人类所需能量的绝大部分,都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能,在植物体内储存下来。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。
● 风能
风能地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后,气温变化不同以及空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。
● 水能
水能是清洁能源、绿色能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源,是常规能源,一次能源。人们目前最易开发和利用的比较成熟的水能,也是河流能源。水能主要用于水力发电。其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染,也容易被地形、气候等多方面的因素所影响。
● 生物质能
生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。对于石油行业来讲,目前最为关切的是生物柴油。它是生物质能的一种,是指以油料作物、野生油料植物和水生植物油脂,以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油,通过酯交换工艺制成的可代替柴油的再生性燃料。另外,燃料乙醇也越来越受到关注。
● 地热能
地热能是赋存于地球内部岩石和流体中的热能。它是驱动地球内部一切热过程的动力源,其热能以传导形式向外输送。地球内部温度高达7000℃,这些巨大的热能,透过地下水的流动和熔岩涌动至离地面1~5千米的地壳,热力得以被转送至接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热。这些加热了的水,最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
● 海洋能
海洋能指依附在海水中的可再生能源。海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量。这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式,存在于海洋之中。地球表面积约为5.1亿平方千米,其中陆地表面积为1.49亿平方千米,占29%;海洋面积达3.61亿平方千米,占71%。以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840米,而海洋的平均深度却为380米。整个海水的容积多达13.7亿立方千米。一望无际的大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量。它将太阳能以及派生的风能等,以热能、机械能等形式蓄在海水里,不像在陆地和空中那样容易散失。
光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统,特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,受到各国企 业组织的青睐,具有广阔的发展前景。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。
中国光伏装备产业已具有一定的规模和水平,可为产业的发展提供强有力的支撑。随着国家对新型可再生能源发展的重视,中国光伏装备将随着产业的发展 而不断发展壮大。
2014年初, 国家电网已经发布,鼓励家庭安装光伏发电,允许太阳能光伏发电并入电网,不够用的电网补充,用不完的卖给电网。这项政策的具体实施,会掀起家庭安装光伏发电的高潮。
太阳能光伏发电装置,各地都有经销商,安装、调试、维修等一条龙服务,目前成本约1万元1KW。
我国光伏发电应用的情况
目前,我国光伏发电的应用市场处于起步阶段。2010年,我国新增光伏发电装机约500MW,累计达800MW。但与我国飞速发展的光伏制造业相比,在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年,我国太阳能电池产量仅为3MW,到2007年年底达到1088MW,超过欧洲(1062.8MW)和日本(920MW),跃居世界第一位。2010年,我国太阳能电池产量达到8GW,约占全球光伏电池产量的一半。中国要达到国际能源署技术路线图中提出的光伏发电比例的全球平均水平,累计光伏安装量在2020年前需要达到60GW 光伏,2030年达270GW。当前我国光伏发电应用项目有以下三类:
1. 太阳能光电建筑应用示范项目
2009年3月财政部印发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知,推动太阳能光电建筑应用示范项目的发展。主要内容包括:
(1)建材型、构件型项目:补贴不超过20元/瓦;
(2)安装型项目:补贴不超过15元/瓦;
(3)单项工程应用装机容量不小于50kW;
(4)转换效率要求:单晶硅组件超过16%,多晶硅超过14%,非晶硅超过6%。
在该通知下发后,2009年9月下达首批项目,预算12.7亿元,91兆瓦,111个项目。2010年第二批项目,预算11.95亿元,90.2MW, 99个项目。
2.金太阳示范工程
2009年7月16日,财政部、科技部和国家能源局下发了《关于实施金太阳示范工程的通知》,支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。主要内容包括:
(1)2009-2011年,原则上每省总规模不超过20MW;
(2)单个项目装机容量不低于300kW;
(3)业主总资产不少于1亿元;
(4)主要设备通过认证
(5)并网项目补50%,独立光伏项目补70%
2009年11月公布了294个项目,装机容量达642MW,总投资200亿元。但是,由于种种原因,后来实际批准的只有200兆瓦。
在金太阳示范工程和太阳光电建筑应用示范工程实施一段时间后,针对实施过程中出现的问题,财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于2010年9月发布了《关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》,重新规定了关键设备统一招标、示范项目选择和调整和补贴标准的相关细则。
我国光伏发电的应用前景
我国的光伏制造业在技术上和成本上都具备了领先优势,随着光伏产品制造成本的不断降低和光电转换效率等技术指标的不断提升,光伏发电产业必然会在不远的将来具备与传统能源电力竞争的优势。结合我国的地域和经济特性,可以从以下几个方面推动光伏发电在各个领域的规模化应用。
1.在城市比较集中的东、中部地区,应优先发展与建筑物相结合的屋顶光伏系统和光电建筑一体化。我国东部和中部地区,人口密集,城镇化程度较高,土地资源相对紧张,屋顶光伏系统和光电建筑一体化能使能源供应系统与建筑物完美结合,不占用土地资源。另外,东部和中部地区电价较高,发展屋顶光伏系统和光电建筑一体化经济条件也更为优越。
2.在西部太阳能资源丰富的地区推动大型并网光伏电站的建设。我国西部地区太阳能资源丰富,地广人稀,在荒漠等不适宜种植农作物的区域发展大型并网光伏电站,能充分利用土地资源,所发电力还能在促进当地经济发展中发挥巨大作用。
3.在电网覆盖不到的边远地区,加强离网光伏电站的建设。建设离网光伏电站不仅能节省架设电网线路的高额费用,而且能解决无电地区的用电问题,因此也是当前我国政府主推的光伏发电应用方式之一。
4.在已建成风电场的周边地区,有光照资源保障的,大力发展风光互补型项目。随着我国风电的快速发展,风电装机规模实现了跳跃式的发展,但局限于目前的技术条件和风电的特性,“弃风”的现象比较严重。光伏发电和风力发电能很好的结合,形成时间上的互补,保证上网电力的稳定性。在有条件的风电场周边建设光伏电站,在解决风电上网的问题的同时也推动了光伏发电产业的发展。
5.试点推行直流光伏住宅等光伏与节能相结合的项目。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器转变成交流电才能使用,然而,在直流变交流的过程中会产生能量损失,直接使用光伏发电产生的直流电不仅是提高光伏发电使用效率的有效途径,同时也降低了发电系统的成本。通过前期论证,冰箱、彩电和空调等家用电器直接使用低压直流电在成本和技术上均可行,发展直流光伏住宅项目也是今后光伏发电应用的一个重要方向。
太阳能作为能源技术的应用主要来自于两方面:
种是太阳能作为热能的应用,取暖,烧水。如夏天的太阳能热水器。另一种则是作为电能的应用,主要是太阳能电池。
前者一方面由于太阳能转化为热能的转化率较低,功率不是很大;另一方面是太阳能的应用依赖于天气的变化,在阴天的时候太阳能将不能使用。应用范围在地域上有一定的范围,阴雨较多的地方则很少使用太阳能了。在季节上也同样是这样,冬天应用的很少。
后者由于成本较高,功率较低,应用的也较少,生活中很少用。主要应用于一些特殊的仪器设备中。
太阳能技术应用的优点:
能源的使用上,太阳能是一种没有任何污染的绿色能源,普遍的推广太阳能技术,对于改善地球的整体环境有着非常重要的意义。比如改善植被、减少水土流失、降低温室效应对地球温度的影响、降低环境污染等,都有很重要的意义。
太阳能主要有两大产业,即太阳能热利用和太阳能光伏发电,其中光伏发电是最重要的用途
●家庭太阳能发电,比较理想的方式是电网以较高价格购买居民利用太阳能设备发的电,然后使用者再以普通价格购买电网用电
●太阳能利用推广,需要法律规范,也需要统一的规划和专门的管理,在全社会形成合力
前沿
太阳能,离我们越来越近。它作为一种分布广泛、取之不尽的绿色清洁能源,逐渐成为可持续发展过程中的首选目标。如今,国内越来越多的城市中安装了太阳能路灯、太阳能交通指示牌,越来越多的家庭安装了太阳能热水器,甚至太阳能发电机。
每年夏季,不少大城市都要拉闸限电,城市的美丽和便利大打折扣。在上海,一项正在进行的计划将破解这一烦恼,即《2005年—2007年上海开发利用太阳能行动计划》,它的出台,意味着太阳能利用已经从想法变成了行动,阳光将被更多地留在城市中。
每秒钟能量相当于500万吨煤
优势明显 前景广阔
我国是能源消耗大国,每年的煤炭、石油消耗量都居世界前列,人们越来越清楚地认识到能源对于经济发展、城市建设的重要性,而在环境保护呼声越来越高的今天,寻找绿色能源已经成为新能源时代人类的共识。
“人们千方百计去寻找能源,最后却发现最清洁最高效的能源就在我们身边。”上海交通大学太阳能研究所崔容强教授说,“据我所知,世界上没有一种发电的方式比太阳能发电更安全、更环保。”科学资料显示,太阳能是可再生能源,太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤,可免费使用,并且对环境没有任何污染。
早在10年前,太阳能热水器就已经在我国推广,也是老百姓最早见识到的太阳能的作用。但是太阳能热水器仅仅利用了太阳能很小一部分,崔容强教授说:“对于太阳能的利用才刚刚开始,太阳能主要有两大产业,即太阳能热利用和太阳能光伏发电,其中光伏发电是最重要的用途。”
自去年10月起,上海松江区石湖荡镇的休闲广场和部分主干道开始陆续使用太阳能路灯,奉贤区和闵行高科技园区也已分别拥有10千瓦装机和5千瓦装机的太阳能发电并网示范项目。另据南京市太阳能学会副秘书长邵工介绍,南京的一些路段也已经开始使用太阳能交通灯。
从德国、日本等太阳能发电技术应用比较成熟的国家来看,家庭太阳能发电站并网发电是大势所趋。如果居民的家里设置一个太阳能发电设备,不仅可以解决自家用电问题,还将大大缓解整个城市的用电紧张问题。邵工介绍说:“白天光照越强,太阳能的发电量越大,除了供给小区住宅内的通信、照明、电器用电外,用不完的电还可以直接并入普通电网,以维持家庭用户的夜间用电,一户普通家庭,一套功率为3千瓦的太阳电池发电系统,就足以满足基本用电需求。”
除此之外,太阳能在建筑领域也大有用武之地。如今,太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术于一体的建筑。中国太阳能学会和中国建筑学会每两年联合举办一次中国太阳能建筑设计竞赛,太阳能正被越来越多的人关注,被越来越多的人应用。
发电成本0.8元�千瓦时,改造一个路灯2万元
成本较高 推广不易
虽然太阳能的好处显而易见,但太阳能利用推广并不如想象那样简单,可以说是任重道远。
上海奉贤区是率先在全国实现“太阳电”入网的地区,参观过那里的人都有同样的感受,其实太阳能发电的原理十分简单:100平方米左右的采光板,利用表面的黑色低反射材料,将吸收到的太阳能“送入”蓄电池,每天可产生10千瓦的电能,电能并入普通电网后,可以24小时直接输送到各个住宅小区。
这样一套设备,需要一次性投入十几万元。崔容强教授说:“一般一套3千瓦的太阳能发电设备需要15万元,一般家庭负担不了。”在奉贤海湾生态别墅和闵行高科技园区的2个太阳能发电并网示范项目,太阳能发电的成本也超过0.8元�千瓦时。
成本高,是太阳能产品长期推广不力的主要原因。据专家介绍,如果家庭太阳能发电不并网,那么,太阳能发电的成本很难降下来,比较理想的方式是电网以较高价格购买居民利用太阳能设备发的电,然后使用者再以普通价格购买电网用电。
邵工分析指出:“南京市民对太阳能的利用主要是太阳能热水器,几乎没有用太阳能发电,主要原因是成本太高,老百姓的经济承受能力有限,政府也缺少相关的鼓励政策。”
由于太阳能发电成本较高和政策有待完善,我国生产的大部分太阳能产品也是直接销往国外,国内很少使用。据了解,我国太阳能产业的原材料9成以上依赖进口,产品也是9成以上出口。天威英利新能源公司在世界太阳能光伏发电产品中排名第三,90%以上的原材料依靠进口,产品则100%出口。公司国内销售部经理方圆对记者说:“国内的市场还没有完全打开,环保和消费能力有时也是一对矛盾。打个比方,普通路灯和太阳能路灯价钱差不多,但是要把一个普通路灯设施改造成太阳能的则需要2万多元。”
由此看来,太阳能产品的推广和普及不可能一步到位。正如崔容强教授所说:“中国的光伏事业,要让老百姓得到实实在在的好处,没有政策推动肯定不行,需要有统一的规划和专门的管理,在全社会形成合力。”
永不枯竭。采集太阳能的地点的地理位置要求不高;相对而言,水电站或风电站对地理位置要求则比较高。建立太阳能发电站所需的时间和成本都比水电站要低。
使用太阳能不会造成环境污染,是理想的绿色能源。但原料开采和生产光伏产品过程中也会消耗大量能源和造成污染 。适用范围广,就算一般家庭也可以利用太阳能发电。
扩展资料
光伏产业的意义:
作为光伏跨界融合的路径,“光伏+”当前呈现的主要模式包括“与多种能源综合利用”“与各行业结合开发”以及“与社会发展模式变革结合”。在国家大力发展低碳绿色经济的背景下,对众多行业提出了新能源改造的要求,给“光伏+”提供了更多可能性,同时,技术的进步也为“光伏+”发展带来突破性革命。
光伏与各行业结合开发,有着多样化的应用场景。将农业、治沙、渔业、旅游等和光伏应用结合,上可发电、下可治理沙漠化,还能将种植、养鱼及生态旅游相结合,同时实现贫困人口增收,一地多用,提高土地利用效率和产值,提高低碳能源比重,对于提高当地非化石能源比重和污染防治也具有重要意义。
参考资料来源:百度百科-光伏产业
我国以太阳能电池为能源的地区,一般是比较闭塞或游牧民族的地区。在那里没有电网,交通不便,文化和经济相对落后。然而太阳能装置的价格较昂贵,在推广应用中为了节省投资,通常采用较小功率的电源来驱动家用电器。这样,用电器只有高效率的才有实用价值。
太阳能发电在我国,太阳能的利用虽然还不能称为世界之最,但其所应用的量之大,面之广,以及潜在的市场需求受到国际上许多公司的关注;如今一些农村已经应用太阳能电池带动水泵进行作物的灌溉。一些边远地区用太阳能电池作为微波中继站的电源。在一些小山村,一家一户单独使用太阳能电池作为夜间照明的电源。还有采用大规模太阳能电池组成阵营进行集中的供电系统。
适用于太阳能供电的光源根据太阳能供电的特点及电光源技术的发展状况,在采用单灯照明的场所,可按灯的功率大小选取择不同类型的光源。
1、50W以上的室内照明宜采用小功率的金卤灯,其规格有50W、75W、100W、150W。光效大于80lm/W/。
2、20—50W范围的宜用T5型直管荧光灯,其规格有21W、28W、35W、49W,光效大于90lm/W。
3、功率10—20W之间的宜采用T4型直管荧光灯,其规格有12W、16W、20W,光效大于60lm/W。
4、10W以下低瓦数的光源宜采用T2或T1荧光灯,光效约50lm/W.
在太阳能电源的推广应用上,与其相适应的电光源中,20W以下的小功率金卤灯尚在研制,而商品化的半导体发光器件(LED)的光效低,成本高。为此,采用低压直流供电的小功率稀土节能灯代替5—60W白炽灯较为适宜。
http://bbs.shejis.com/viewthread.php?tid=14212&highlight=%CC%AB%D1%F4%C4%DC%B7%A2%B5%E7
太阳能灯是由太阳能电池板转换为电能的电灯。在白天,即使是在阴天,这个太阳能发电机(太阳能板)也可以收集,存储太阳能量。太阳能灯作为一种 安全、环保新电灯,从而越来越受到重视。
基本介绍中文名 :太阳能灯 外文名 :Solar energy lamp 拼音 :tai yang neng deng 运行原理 :由太阳能电池板转换为电能 收集装置 :太阳能发电机(太阳能板) 优点 :太阳能取之不尽用之不竭 系统结构,技术原理,能量来源,性能,工作原理,太阳能电池板,太阳能控制器,蓄电池,逆变器,影响因素,研究方向,套用前景,LED定义,LED优点,成本降低,前景,分类,家用照明灯,信号灯,草坪灯,景观灯,标识灯,路灯,杀虫灯,手电筒,庭院灯,发展潜力,套用,未来发展,发展趋势, 系统结构 太阳能灯由太阳能电池组件、部分LED灯具、控制箱(其控制箱内有充电器、控制器、蓄电池)和灯杆几部分构成。太阳能电池板光效达到127Wp/m2,效率较高,对系统的抗风设计非常有利;灯头部分以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。控制箱箱体以不锈钢为材质,美观耐用;控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和采用慢脉冲快速充放电专利技术研制成功的太阳能路灯专用充电控制器。系统选用阀控密封式铅酸蓄电池,由于其维护很少,故又被称为“免维护电池”,有利于降低系统维护费用;充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备(具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等)与成本控制,实现很高的性价比。 太阳能家用照明灯、太阳能手提灯 技术原理 太阳能家用照明灯 太阳能灯工作原理简单,利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池,白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐渐降低至101ux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电控制器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5h后,充放电控制动作,蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。 能量来源 太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367w/㎡。地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/㎡,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡,相当于有102000TW 的能量,人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。 尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能(Solar Energy),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。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电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。 随着地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓是无处不在。这样,太阳能照明产品随着太阳能热水器普及之后应然而生,在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具的效果作实用对比。 * 对比一 市电照明灯具安装复杂:在市电照明灯具工程中有复杂的作业程式,首先要铺设电缆,这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试,如任何一条线路有问题,则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能照明灯安装简便:太阳能灯具安装时,不用铺设复杂的线路,只要做一个水泥基座,然后用不锈钢螺丝固定就可。 * 对比二 市电照明灯具电费高昂:市电照明灯具工作中有固定高昂的电费,要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换,维护成本逐年递增。太阳能照明灯具免电费:太阳能照明灯具是一次性投入,无任何维护成本,三年可收回投资成本,长期受益。 * 对比三 市电照明灯具有安全隐患:市电照明灯具由于在施工质量、景观亮化的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。太阳能照明没有安全隐患:太阳能灯具是超低压产品,运行安全可靠。 太阳能照明的其它优势:绿色环保,能为高尚生态小区的开发和推广增加新的卖点;可持续降低物业管理成本,减少业主公共分摊部分的费用。综上对比所述,太阳能照明之安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性将为楼盘的销售、市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 性能 太阳能灯,可广泛用于草地、广场、公园等场合的点缀装饰,属于灯具技术领域。其主要采用灯罩连线底托,电池板置于电池盒上内置于灯罩内,电池盒安装在底托上,发光二极体安装在电池板上,太阳能电池板采用导线连线可充蓄电池及控制电路。实用新型结构一体性、简单、紧凑,合理;无外接电源线,使用安装方便,外形美观;由于采用发光二极体置于底托内,发光后整个灯体都被照亮,光感效果更佳;所有电器元件内置,具有很好的实用性。包括蛇形灯、板型灯、太阳能霓虹灯、 *** 灯等多种。 节能产品:太阳能灯实图 在实践中,当然,太阳能室外照明有点更加复杂。除了大容量电池和太阳能电池板,该系统还包括先进的专用监控器,而停止照明工作时,太阳能发电的电池开始充电,然后重新充满电时,就得到更多的动力。这个关键就是太阳室外照明、太阳能光伏房子装太阳能电池板,都有一个专用的微处理器控制系统和电池。它是连线到专门设计的负载灯配有超反射率和高能量镇流器。具有亮度高、安装简便、工作可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点。采用高亮度LED发光二极体设计,无需人工操作,天黑灯具自动点亮,天亮自动熄灭。产品时尚感强、质感亮丽、精细、具有现代感,主要套用于小区绿化带、工业园区绿化带、旅游风景区、公园、庭院、广场绿地等场所的亮化装饰。 工作原理 太阳能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。各部分的作用为: 太阳能电池板 太阳能电池板:太阳能电池板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。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,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; 多晶矽太阳能板 太阳能控制器 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; 蓄电池 蓄电池:一般为铅酸电池,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。 逆变器 逆变器:在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC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)。 影响因素 太阳能发电系统的设计需要考虑如下因素: Q1、 太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何? Q2、 系统的负载功率多大? Q3、 系统的输出电压是多少,直流还是交流? Q4、 系统每天需要工作多少小时? Q5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天? Q6、 负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大? Q7、 系统需求的数量。 研究方向 太阳能发电,并不算昂贵。如果国家当机立断,推出鼓励发展绿色能源的产业政策,随着技术的进步,太阳能发电的成本,还将进一步降低。”他的这番话引起了记者的好奇,记者采访了许多专家,请他们共同探讨:该怎么做,才能让太阳能电力尽量为人类和环境造福。 产业套用消纳研发成本,中科院电工所研究员马胜红说,一项新技术,在发展的不同阶段,有不同的套用需求。同其他可再生能源发电技术相比,光伏发电在解决边远地区分散的村落和农牧户供电方面有突出的技术和经济优势,将在解决中国3000万远离电网的民众供电发挥主要作用。在一些特殊领域,光伏发电已经迅速崛起,在航天电源、通讯机站无人值守电源、管道阴极保护、军事野战电源、玩具、钟表、街灯、庭院灯以及兴起的环保建筑等许多领域,已经显示出“比较优势”。产业上的套用能够消纳不少研究成本,进而推动技术研究的深入,找到更合适的材料和降低成本的解决方案。 套用前景 LED定义 LED(Light Emitting Diode),又称发光二极体,它们利用固体半导体晶片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。 LED优点 高效节能 一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电,普通10W节能灯一百小时耗1度电) 超长寿命 半导体晶片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时) 光线健康 光线中不含紫外线和红外线,不产生辐射(普通灯光线中含有紫外线和红外线) 绿色环保 不含汞和氙等有害元素,利于回收和利用,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰) 保护视力 直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪) 光效率高,发热小:90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能) 安全系数高 所需电压、电流较小,发热较小,不产生安全隐患,可用于矿场等危险场所 市场潜力大 低压、直流供电,电池、太阳能供电即可,可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。 成本降低 过去使用矽作为太阳能电池材料,而中国生产矽片的能力还太低,多数材料都依靠进口,导致太阳能电池成本太高。要使太阳能发电得到大规模推广,科学家必须降低太阳能电池材料的成本,或找到更廉价的太阳能电池材料。 中国太阳能学会光伏专业委员会主任赵玉文说,太阳能电池的价格大约为3.15美元/瓦,并网系统价格为6美元/瓦,发电成本为0.25美元/瓦。完成的8兆瓦并网光伏系统的前期研究表明,完全商业化运作的并网光伏发电的上网电价大约为每度电3.4元,尚无法同火电、风电等竞争。但是世界上大规模市场发展和快速的技术进步正在使光伏系统设备和发电成本有效降低,预计到2010年光伏系统将降到3美元/瓦左右,发电成本将下降到每度0.1美元———也就是人民币1块钱左右。他说:“当前火电成本日渐上涨,发展太阳电力能正逢其时。” 中科院半导体所所长李晋闽透露,该所在太阳能电池研究上也取得了重大突破,他们利用某些‘化学半导体’材料,大大提高了光电转换效率;加上对整个系统进行了精心整合,在模拟空间的环境下,能够实现26%的转化效率,而在地面环境下,其转换效率能超过30%。这样,成本就不是问题,转换观念是当务之急。 前景 几位太阳能方面的专家前不久起草了“关于制定阶梯电价和促进中国发展的议案”建议稿,起草人之一、中国太阳能学会光伏专业委员会常务理事王斯成说:“从资源的数量、分布的普遍性、技术的可靠性来看,光伏发电比其他可再生能源更具有优越性,目前成本较高的障碍正在随着技术进步和大规模生产而减小,光伏发电将成为未来电力的重要构成是勿庸质疑的。”专家建议,中国的目标应该在2020年使光伏发电的累计装机容量达到30000兆瓦,使光伏发电量达到届时全国发电量的1%。 虽然这个指标同欧、美、日国家的目标相比差距还相当大,但要想达到这个目标,要排除诸多障碍。专家指出,在世界上许多国家,光伏发电已经进入商业化发展轨道;在荒漠大规模并网和光伏建筑一体化领域具有良好的长远发展前景,是可再生能源套用的重要组成部分。全球光伏发电产业以平均30%以上的速率迅猛增长,2002年的系统产值达到35亿多美元。预计在各国减排行动和优惠政策的拉动下,产业发展将进一步加快。中国只要出台相应政策、培育规范的规模市场、加大投入、加速能力建设,中国企业完全有条件依托国内市场挺进国际市场,进入国际十强。 分类 家用照明灯 与普通LED灯相比,太阳能灯内置锂电池或铅酸蓄电池,外接一块或多块太阳能板对其充电,一般充电时间为8小时候左右,使用时长达8-24小时。一般带充电或遥控功能,外形根据用户需求各异。 信号灯 航海、航空和陆上交通信号灯的作用至关重要,许多地方电网不能供电,而太阳能信号灯可解决供电问题,光源以小颗粒定向发光的LED为主。取得了良好的经济效益和社会效益。 草坪灯 太阳能草坪灯,光源功率0.1~1W,一般采用小颗粒发光二极体(LED)作为主要光源。太阳能电池板功率为0.5~3W,可采用1.2V镍电池等二电池。 景观灯 套用于广场、公园、绿地等场所,采用各种造型的小功率LED点光源、线光源,也有冷阴极造型灯来美化环境。太阳能景观灯可以不破坏绿地而得到较好的景观照明效果。 景观照明 标识灯 用于夜晚导向指示、门牌、路口标识的照明。对光源的光通量要求不高,系统的配置要求较低,使用量较大。标识灯的光源一般可采用小功率LED光源或冷阴极灯。 路灯 太阳能路灯,套用于村镇道路和乡村公路,是太阳能光伏照明装置主要套用之一。采用的光源有小功率高压气体放电(HID)灯、萤光灯、低压钠灯、大功率LED。由于其整体功率的限制,套用于城市主干道上的案例不多。随着与市政线路的互补,太阳能光伏照明路灯在主干道上的套用将越来越多。 杀虫灯 套用于果园、种植园、公园、草坪等场所。一般采用具有特定光谱的萤光灯,比较先进的使用LED紫光灯,通过其特定谱线辐射诱杀害虫。 手电筒 采用LED作为光源,可以在野外活动或紧急情况时使用。 庭院灯 太阳能庭院灯,套用于城市道路、商住小区、公园、旅游景区、广场等照明及装饰。也可以根据用户需要将上述的市电照明系统改成造成太阳能照明系统。 发展潜力 太阳能电池产业将大有所为 在太阳能发电系统中,技术最复杂的组成部分应属太阳能电池。可以说,太阳能电池是太阳能发电系统的核心,其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展。 太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料,将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上,当光子撞击该装置的表面时,P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流,可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。 太阳能电池的种类根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、矽太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓Ⅲ-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的太阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等。 矽是最理想的太阳能电池材料,这是太阳能电池以矽材料为主的主要原因。在以上电池中单晶矽太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟,光电转化效率可达23.3%。在制作过程中,一般采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术。但由于单晶矽材料价格及相应的繁琐工艺影响,单晶矽成本价格居高不下,大幅降低成本非常困难,无法实现太阳能发电的大规模普及。 随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。光电池,非晶矽及结晶矽混合型薄膜光电池等方面。 如果说单晶矽的特点是效率高、成本高,其它材料电池的难题无疑是低成本、转化弱。与单晶矽太阳能电池相比,除多晶矽、碲化镉等外,其它材料电池的光电转化效率普遍未超过15%。 中国太阳能电池的发展中国于1958年开始研究太阳能电池,1971年首次套用于中国发射的卫星上。1973年开始将太阳能电池用于地面。由于受到价格和产量的限制,市场发展很缓慢,除了作为卫星电源,在地面上太阳能电池仅用于小功率电源系统,如航标灯、铁路信号系统等。 2002年,国家有关部委启动了“西部省区无电乡通电计画”,通过光伏和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大 *** 了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。 套用 太阳能电池已经开始广泛用于通信、交通、民用产品等各个领域,光伏发电不但列入到国家的攻关计画,而且列入国家电力建设计画,同时也在一些重大工程项目中得到套用。光伏发电已遍及中国西部各省区,以及中部和东部的部分省、直辖市、自治区,总投入已经超过30亿元。 太阳能电池高效和低价统一始终是国际开发的目标。与此相同,中国产品生产、推广的根本问题也集结于此。草原、海岛、沙漠等无电地区需求巨大,但价格的可承受性、生产规模不足和产品针对性较弱等方面的问题十分突出。而在城市电力系统中,高昂的一次性投资成本无疑更为产品推广增加了难度。因此,提高效率,降低成本,扩大规模应是现今开发、生产太阳能电池的主题。 未来发展 在具体操作方面:多晶矽太阳能电池的研究应把攻关与引进结合起来,尽快建立一条年生产能力为兆瓦级的生产线;单晶矽太阳能电池重点提高组件的效率,降低生产成本;加速开发新型太阳能电池。具体标准:兆瓦级多晶矽太阳能电池组件生产线的建立主要技术经济指标:组件效率13%,组件寿命20~25年;单晶矽太阳能电池组件生产线的技术改造主要技术经济指标:组件效率14%~15%,组件寿命20~25年。 要在现有技术条件下快速发展,太阳能电池行业应尽快实现小型光电源产业化;着重开发100千瓦容量以下的独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化研究并网光伏发电技术,并为大规模套用做好前期准备。 在具体标准方面:小功率光伏电源产业化功率范围:千瓦级、百瓦级产业规模:总容量大于1兆瓦系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上太阳能;独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化。功率范围:10千瓦~100千瓦系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上;并网光伏发电技术研究和示范。兆瓦级并网光伏电站的前期研究,10千瓦并网光伏示范电站、100千瓦并网光伏电站用逆变器研制,光伏电站运行及与电力系统相关技术研究。 发展趋势 利用太阳能光伏发电是是能源利用不可逆变的潮流。中国已成为全世界仅次于美国的第二大电力消费市场,需求增长速度为全球之冠。但石油能源的紧张、煤炭资源的告急使得现有发电方式远远不能满足电力消费需求,太阳能发电推广相当迫切,市场潜力十分巨大。针对市场,加速发展,太阳能电池行业必定大有可为。