大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏应用系统制作综合实训_光伏工程技术专业怎么样_就业方向_主要学什么的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.实训楼是否需要太阳能光伏2.光伏工程技术专业怎么样_就业方向_主要学什么
3.光伏发电需要套综合调试吗
4.请问设计制作一个太阳能发电系统,需要用到什么电路知识?
实训楼是否需要太阳能光伏
需要。阳能光伏系统可以将太阳能转换为电能供应实训楼的用电设备,通过利用太阳能发电,可以减少对传统电网的依赖,降低用电成本,尤其是在阳光充足的地区,太阳能光伏系统可以提供稳定的电力供应,帮助降低能源支出。
光伏工程技术专业怎么样_就业方向_主要学什么
光伏材料加工与应用专业毕业生简历教育经历:毕业院校江西太阳能科技职业学院就读专业光伏材料加工与应用 主修课程 太阳能光伏概论、太阳能电池材料、太阳电池材料制备工艺及检测、电子电工基础、太阳能光伏发电系统设计及应用实例、太阳能光伏照明技术与应用、硅材料检测技术、薄膜太阳能电池、材料加工设备概论、电气控制与plc、机械设计基础、autocad2014机械制图基础教程等教育培训与掌握技能:2014年6月在学校实验室进行了与光伏有关的各项实验操作训练2014年10月通过自学c语言,并通过了计算机二级考试通过自学并能对51、pic单片机进行编程操作和使用dxp2014进行原理图、pcb的绘制,以及对各种常用电子元器件和传感器的熟练使用。2014年3月至4月参加了江西省第八届亚龙杯技能比赛的培训,并参加了江西省第八亚龙杯机电一体化安装与调试的技能大赛,并能灵活三菱plc和mcgsc触摸屏组态软件的编程操作2014年4月至6月参加了全国光伏发电系统设计与调试高职组技能大赛培训,期间掌握了光伏系统设计中的各个环节设计及操作,并学习了与其有关的ge plc、power9000、单片机、数字电表的调节、光伏系统的安装调试,cad等软件和技能。2014年7月至9月在江西开昂新能源科技股份有限公司研发中心学习,协助其他工程师的工作,对部分样品产品的电子部分安装、测试和部分产品说明书的编写。2014年9月至今在江西省新余市民用建筑工程能效测评中心工作,在这主要是对太阳能热水器工程进行性能测试实验,并在这学会了各种集热系统和工程的测试方法、国家标准以及施工方法与安装与调试 。在校期间所任职务情况:2014年至今担任班级学习委员;主要负责同学学习及活动的开展自我评价:我充满了自信,勤奋好学,自学能力强,对待工作热情,积极向上,勤于思考,稳重、待人热情、真诚,工作认真负责,积极主动,能吃苦耐劳。实际动手能力和团体协作精神,能迅速的适应各种环境,并融合其中。接受新事物能力强,具有良好的人际关系及团队合作精神。专业方面:对光伏专业有了系统的认识,掌握了牢固的理论知识,并结合实际进行了有关光伏知识的扩展实践。在电子电气自动化方面的理论与实践知识有所掌握以及在太阳能热水工程的检测,系统设计,施工,安装也有所掌握。所获证书奖励:2014年6月获得了全国职业院校光伏发电系统设计与调试高职组技能大赛三等奖2014年4月江西省第八届亚龙杯技能大赛机电一体化安装与调试组优秀奖2014年12月获得本校象棋大赛优秀奖2014年获得国家助学金求职信条:能力决定价值!细节决定成败! 求职意向:光伏发电系统、太阳能应用产品、太阳能热水系统工程和检测有关的各类岗位及与电子电器类和自动控制的有关岗位。第五篇:光伏材料加工及应用专业发展改革方案光伏材料加工及应用专业发展改革方案 一、专业设置和专业培养目标
根据国家新能源政策的战略部署,符合光伏结构调整的市场要求,并根据缺问题,紧贴区域经济发展和社会需求,我院创新专业设置,致力于“师资队伍、实训基地、课程建设、就业基地”四大质量工程建设,全面深化教学改革,推进素质教育,努力提升教学质量,全力打造光伏专业品牌,以培养光伏发材料加工及应用专业方面的实用性人才。
1、社会需求分析
光伏材料又称太阳电池材料,只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、gaas、gaalas、inp、cds、cdte等。用于空间的有单晶硅、gaas、inp。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。目前致力于降低材料成本和提高转换效率,使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争,从而为更广泛更大规模应用创造条件。但随着技术的发展,有机材料也被应用于光伏发电。
中国的太阳能电池研究比国外晚了20年,尽管最近10年国家在这方面逐年加大了投入,但投入仍然不够,与国外差距还是很大。政府已加强政策引导和政策激励。例如:太阳能屋顶计划、金太阳工程等诸多补贴扶持政策,还有在公共设施、政府办公楼等领域推广使用太阳能。在政策的支持下中国有望像美国一样,会启动一个巨大的市场。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2014年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2014年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占
到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出,太阳能电池市场前景广阔。
中国的光伏生产产业虽然已经是世界第一,但光伏发电的研究还有很大的空间,毕竟发电率还不是很高。所以这就给我们留下了很大的发展空间。
太阳能电池发电效率之所以低,是因为85%的光能都转化为热浪费掉了。只要能有效的抑制太阳电池内载子和声子的能量交换,就能有效的避免太阳电池内无用的热能的产生,大幅地提高太阳电池的效率,甚至达到超高效率的运作。如果成功了,一定会将人类带入一个崭新的时代!
2、培养目标
1.培养目标
本专业培养德、智、体、美、劳全面发展,具有现代企业意识,适应经济建设发展需要,掌握光伏产业链中太阳能光电建设工程及各种应用产品基础理论知识、基本方法和基本技能,动手能力强、素质高,在太阳能光电工程、新能源光电应用技术转换、储存及相关领域从事生产运行、技术管理、产品检测与质量控制等工业的高级应用型专门人才。
2.基本要求
①熟悉本专业所需外语知识,通过大学生英语应用能力a级考试。
②具有本专业所必需的计算机应用的初步能力,通过国家计算机一级等级考试。
③具备一定的政治理论素养和法律知识,具有良好的职业道德素养、健康的体魄和一定的人文和艺术素养。
④掌握半导体物理与器件、硅材料科学与技术、光伏技术与工艺等学科的基础理论和基本知识。
⑤掌握光伏材料生产操作、设备的运行和维护、材料产品分析检测、材料产品质量控制的基本技术。
⑥具备在光伏材料及相关领域从事设计、生产、管理的基本能力。
⑦熟悉光伏产业特别是晶态硅工业有关的方针、政策和法规,了解光伏材料行业发展的现状、动态和前景,具有一定的光伏材料特别是晶体硅生产组织管理的能力。
二、课程体系和结构
专业课程体系和结构的合理、科学与否关系到专业培养目标能否实现。我们在制订专业教学计划、设计开设的课程时考虑了以下几个因素:第一、学院的办学层次、办学条件、办学环境。第二、外语专业课与法律专业课的恰当比例。第三、知识传授与能力培养的关系。第四、学生知识结构与市场需求的关系。
我系在教学过程中,本着实事求是的态度,遵循“三个结合”(即素质教育与业务培养相结合、知识传授与能力培养相结合、教学与科研相结合)的指导思想,建立了由公共基础课、专业必修课、选修课、综合实训课和讲座课构成的科学、合理、完整的课程体系。
主干学科:光伏材料及应用
三、课程建设
人才培养的质量是高职院校的能否存在的关键,而课程的质量是这条生命线的核心环节。课程教学既是决定一所学校人才培养中教学质量和水平的最基本标志,又是学校科研、师资和管理水平等诸多因素的综合体现。因而,开展课程建设工作是提高教学质量和实施教学改革的需要,也是我院建设高水平高职院校的需要。
我系课程建设的目标之一:将本专业的光伏组件工艺确定为精品课程。为实现这一目标,我们力求做到:
1、培养和引进职称结构、年龄结构及学历结构都符合精品课程基本要求的师资队伍。
2、教学内容具有先进性、合理性、科学性;
3、 使学生掌握与光伏生产设备相关的理论知识;
4、使学生掌握不同光伏生产设备的工艺流程,让学生在掌握知识的同时也了解社会的真正需求。
5、 使学生了解动不同光伏生产设备的安装、调试流程,了解设备保养以及简单故障处理的方法。
(二)教材建设
教材要符合“三个面向”的要求,所用教材必须与教育部对有关高职高专院校的要求一致,同时要考虑学生的实际情况,做到实事求是,体现理论联系实际的原则。由于教育部对高职高专院校的英语专业还没有统一的教材,所以新能源工程学院一直积极鼓励任课教师编写适合高职学生需要的专业教材,现本专业教师已经开始搜集相关资料,同时也提倡教师推荐选用其他院校的优秀教材。无论是编写教材,还是选用教材,首先要根据本专业学生的实际水平来 定,同时还要严把教材质量关。
(三)考核办法
(1)考核应以形成性考核为主,可以根据不同课程的特点和要求采取笔试、口试、实操、作品展示、成果汇报等多种方式进行考核。
(2)考核要以能力考核为核心,综合考核专业知识、专业技能、方法能力、职业素质、团队合作等方面。
(3)各门课程应根据课程的特点和要求,对采取不同方式、对各个不同方面进行考核的结果,通过一定的加权系数评定课程最终成绩。
光伏发电需要套综合调试吗
高考 填报志愿 时,光伏工程技术 专业怎么样 、 就业方向 有哪些、主要学什么是广大考生和家长朋友们十分关心的问题,以下是相关介绍,希望对大家有所帮助。
一、培养目标
本专业培养德智体美劳全面发展,掌握扎实的科学文化基础和电工、电气控制、光伏电站设计、光伏电站施工管理、光伏电站运维等知识,具备光伏系统设计、光伏电站建设、光伏电站运维等能力,具有工匠精神和信息素养,能够从事光伏产品的生产、销售、技术服务以及光伏系统规划与设计、光伏电站电气安装与调试、光伏电站工程管理及运维等 工作 的高素质技术技能人才。
二、 就业 方向
面向光伏电力生产和供应行业的电气工程技术人员、电力工程技术人员等职业,光伏发电系统规划与设计、光伏电站电气安装与调试、光伏电站运行与维护、工程管理等技术领域。
三、主要专业能力要求
1.具有光伏电站组件、逆变器、控制器、蓄电池等设备配置与选型的能力;
2.具有PLC及单片机编程、调试的能力;
3.具有电工器具使用,电气设备安装、调试的能力;
4.具有分布式光伏发电系统设计、分布式光伏电站可行性研究报告编制的能力;
5.具有光伏电站施工组织、管理的能力;
6.具有光伏电站日常管理、检测与评估、运行与维护的能力;
7.具有绿色生产和安全防护意识,掌握相关法律法规,具有对光伏电站碳排放进行监测、对碳交易量进行计算的能力;
8.具有相关数字技术和信息技术的应用能力;
9.具有探究 学习 、终身学习和可持续发展的能力。
四、主要专业课程与 实习 实训
专业基础课程:工程制图与CAD、太阳能光伏理化基础、电工电子技术、光伏电池制备工艺、新能源电源变换技术、电气控制与PLC应用、单片机应用技术、光伏组件制备工艺。
专业核心课程:光伏发电系统规划与设计、光伏电站建设与施工、光伏电站运行与维护、光伏产品设计与制作、供配电系统安装与维护、智能微电网技术、光伏电站工程项目管理。
实习实训:对接真实职业场景或工作情境,在校内外进行电工电子、光伏系统认知、电气控制与PLC、供配电、光伏电站运维等实训。在光伏相关产品(系统)生产制造企业、光伏系统集成建设企业、光伏电站等单位进行岗位实习。
五、职业类 证书 举例
职业技能等级证 书 :光伏电站运维
六、接续专业举例
接续高职本科专业举例:新能源发电工程技术、电气工程及自动化、电力工程及自动化、智能电网工程技术
接续普通本科专业举例:新能源科学与工程、电气工程及其自动化、电气工程与智能控制
请问设计制作一个太阳能发电系统,需要用到什么电路知识?
光伏发电系统现场调试技术
光伏发电系统现场调试技术摘要:光伏发电系统作为一项大型性系统,在系统运行之前必须要做好现场系统的调试,从而确保系统各方面的性能参数都能够满足运行标准的需求。鉴于此,为了能够对光伏发电系统的调试技术有更为全面的了解,文章结合实际在论述光伏发电设备安装内容的同时,对光伏发电系统的调试细节进行了深入探讨,以期望在本文的论述后能够给该领域的工作人员提供一些参考。关键词:光伏发电系统;现场调试;技术应用引言光伏发电属于最新型的一项发电方式,因为具备很多种优点,所以在很多发电过程中都会用到这一项技术,可是在进行光伏发电之前需要对于电力设施的安装以及调整操作全部处理得当,确保光伏发电站的平稳发展。1光伏发电站电气设备的安装1.1逆变器的安装进行光伏发电站的建设时,最为关键的一个装置便是逆变器,也能够叫做反流或者变流器,可以把直流电压转换成交流电压。进行逆变器的安装工作以前,应该仔细排查施工现场的实际情况,清理场地,确保整个施工环境干净整洁,并且阳光的直射度满足建设项目的基本需求,才可以安装逆变器。安装时还应该时刻关注逆变器自身的重量问题,因为其体型较大,也比较重,因此安装以前应该利用支撑工具作为辅助,比如支架,支架的要求也很高,要确保支架整体的质量过关,从而保证支架整体的稳固,可以把支架全部置于同一平面,预防发生设备掉落的情况,施工时,应该通过工作人员的积极参与配合来确保施工在安全稳定的环境下进行。1.2隔离开关的安装光伏发电站安设隔离开关的过程中,需要严格要求安装人员的技术过关。进行安装时,操作性能必须灵敏,要求把电流都设定在预期范围之内,以此来确保电流运行的平稳性以及安全性。还需要确保操作的机器还有配合合作的设备具体操作时没有空隙产生。一般情况下,隔离开关都安置在电线还有短路设备相连接的地方,还能够把开关设置在电线接触的规定点,安装时掌握好安装的力度,预防开关齿轮贴合在一起,造成电流出现故障问题。
1.3光伏方阵安装对光伏的各种零件进行储存以及移动的时候,必须要时刻关注,切记不可以发生猛烈的摇晃,需要根据设计方案以及图纸绘制的内容安装光伏构件,还要保证支架一直调整的范围满足安装的基本要求,应该加固全部螺栓,同时安装一层胶皮垫子,预防对光伏的使用周期以及基本性能造成影响,并且安装时顺序应该是从下到上、从里向外,安装时尽量避免触碰到面板玻璃,以防造成伤害。对螺栓进行连接的过程中,还需要采用检验合格的垫片以及垫圈,安装结束以后,需要加固外部的零件,确保光伏板安设结束后,平整度检测过关,还需要确保连接线路的盒子具体位置准确。调节光伏板的过程中,能够把两根线安设在光伏板两边的位置,确保牢固紧致,这样一来也可以将光伏板设于同一水平位置内,与此同时还需要关注螺栓,避免发生脱落的情况。安装过程中应当保障相同规格并且相同电流的构件连接在相同的逆变器中,预防因为电流问题。电压或者功率数据不相同,进而产生“木桶效应”。安装时需要尽快调节构件,保证伏电站的发电技术符合设计需求。2光伏发电站电气设备的调试2.1设备调试要点第一,需要检测设施的通电情况,在进行通电工作以前应该检测好每一个线路的连接状况,预防出现正负极顺序接反等问题,时刻谨记连接点稳固,接着才可以正常通电,电路检测合格以后,就能够开始通电试验。第二步,操作人员应该根据设计图纸的基本内容进行工作,一一比较每一个零件的所处位置。确保全部器件的相关数据都满足设计方案的需求,正常通电时,每一个机器都运行状态保持正常,除此之外还需要严格记录设备操作的数据信息,确立正常运行时的数据。第三是需要要求工作人员在设备正常运行时做好防护,还需要关注线路运行情况,预防发生故障,或者是操作不当引起的漏电事故。2.2系统联调调整光伏发电站的相关体系时,第一步必须要调节光伏的各个组件,确保调整之后符合后期的操作需求,在此之后调整光伏发电体系的直流电路还有发电体系,确保操作情况以及基本性能都符合要求。除此之外,还需要认真检测光伏体系的每一个分支线路,保证其正常连接平稳运行,针对正负极的连接,需要进行仔细多次的审核,确保全部逆变器的运行状态都与电网统一。光伏发电站的承载现象中,需要关闭所有断路器,采用逆变器作为输出电路的主要设备,针对输出的电力数据应该反复核对,接着才可以开启交流电力的运行,保证全部负载稳定输出,正常操作,同时每一个企业都必须确保统一。与此同时需要认真调节光伏发电站的操作情况,确保光伏的操作数据还有运行情况都符合基本要求。光伏发电站时常会发生电网故障的问题,因此应该对于故障问题及时检测。断路器断开时,光伏体系应该立刻停止,断路器闭合之后,光伏发电系统需要尽快操作。
2.3隔离开关的调试光伏发电站在对设备进行调节的过程中,隔离开关可以保护线路。调节隔离开关时应该要根据对应的环节来具体操作。第一次开启隔离开关时,应该根据缓慢闭合闸门、缓慢开启闸门的基本原则进行,保证隔离开关的侧面和触头处正常闭合,并且深度距离也不得低于触头的90%,并且还需要考虑到侧面和触头的连接位置不可以太深,避免对绝缘子的影响,符合要求的距离应该在3~5毫米之间。假如间隔距离不能满足基本要求,一定要尽快调节连接处的位置以及连接的长度,利用螺丝来改善旋转的方位,这样一来就可以合理调配深度问题,保证咬合的深度距离正常操作。规定的数据是接触面的宽度在50毫米以内,深度应该在4毫米以上,假如接触表面的宽度大于60毫米,深度便需要在6毫米以上,这才可以确保隔离开关的正常操作。2.4逆变器针对于逆变器的调整过程,主要操作内容包括以下几个方面:首先,应该确保供电系统的平稳性,保证各个环节输送电力处于正常状态,逆变器的一边应该处于空开关闭状态,工作人员要时刻关注逆变器的操作状态,评估是否可以继续进行并网工作;其次,需要仔细排查并网逆变器的电压变化情况,确保逆变器可以顺利结束并网操作;然后,合并直流电路一边的断路器装置,对于设想的并网操作进行具体实验,在并网工作取得成效之前,先停止逆变器的操作,把交流电路的空开阻断,运用掌控环节来输出线路,之后加入逆变器的操作,检测逆变器在较低功率的运行情况;最后,将功率设置为最大,闭合汇流箱的空开系统,借此来监测逆变器的操作情况,除此之外还需要检测逆变器的基本功能,检测环节主要包括开关机是否正常、开启环节以及停止测试等等。3 结语综合以上分析,光伏发电系统现场调试技术应用水平的高低直接与光伏发电系统的运行稳定性有着密切的联系。所以在光伏发电系统调试的阶段,要按照实际要求做好细节的控制,对于设备的运转情况要进行全面分析,同时在调试的阶段中要保证系统的运行能力达到发电系统的要求。
参考文献:[1]钟声,吴传彬.关于光伏发电系统现场调试技术的研究[J].环球市场,2020,(14):192.[2]李玲.太阳能光伏发电系统应用技术研究[J].才智,2015,(17):355-355.[3]张筱.光伏发电系统的相关技术研究[J].写真地理,2020,(28):163.[4]张舵,蒋艾町,夏雪,等.光伏升压柔性直流工程设计及调试技术研究[J].四川电力技术,2020,43(4):51-55.[5]谭先军.光伏发电系统技术应用研究[J].科技与企业,2015,(8):191-191.
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光伏发电系统现场调试技术
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光伏发电系统现场调试技术
摘要:光伏发电系统作为一项大型性系统,在系统运行之前必须要做好现场系统的调试,从而确保系统各方面的性能参数都能够满足运行标准的需求。鉴于此,为了能够对光伏发电系统的调试技术有更为全面的了解,文章结合实际在论述光伏发电设备安装内容的同时,对光伏发电系统的调试细节进行了深入探讨,以期望在本文的论述后能够给该领域的工作人员提供一些参考。
关键词:光伏发电系统;现场调试;技术应用
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引言
光伏发电属于最新型的一项发电方式,因为具备很多种优点,所以在很多发电过程中都会用到这一项技术,可是在进行光伏发电之前需要对于电力设施的安装以及调整操作全部处理得当,确保光伏发电站的平稳发展。
1光伏发电站电气设备的安装
1.1逆变器的安装
进行光伏发电站的建设时,最为关键的一个装置便是逆变器,也能够叫做反流或者变流器,可以把直流电压转换成交流电压。进行逆变器的安装工作以前,应该仔细排查施工现场的实际情况,清理场地,确保整个施工环境干净整洁,并且阳光的直射度满足建设项目的基本需求,才可以安装逆变器。安装时还应该时刻关注逆变器自身的重量问题,因为其体型较大,也比较重,因此安装以前应该利用支撑工具作为辅助,比如支架,支架的要求也很高,要确保支架整体的质量过关,从而保证支架整体的稳固,可以把支架全部置于同一平面,预防发生设备掉落的情况,施工时,应该通过工作人员的积极参与配合来确保施工在安全稳定的环境下进行。
利用太阳能发电有两大类型,一类是太阳光发电(亦称太阳能光发电),另一类是太阳热发电(亦称太阳能热发电)。
太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。
太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。
编辑本段
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。太阳能屋顶发电站
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
陕西清立新能源: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。
编辑本段
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1-2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池,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。
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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1992年4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。[1]
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1,700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1.5至2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。
编辑本段
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。
近年韩国三星、LG都表示了积极参与的愿望,中国海峡两岸同样十分热心。据报道,我国台湾2008年结晶硅太阳能电池生产能力达2.2GW,以后将以每年1Gw生产能力扩大,当年并开始生产薄膜太阳能电池,今年将大力增强,台湾期待向欧洲“太阳能电池大国”看齐。2010年各国及地区有1GW以上生产计划的太阳能电池厂商有日本Sharp,德国Q—Cells,Scho~Solar,拐5威RWESolar,中国SuntechPower等5家公司,其余7家500MW以上生产能力的公司。
近年世界太阳能电池市场高歌猛进,一片大好,但百年不遇的金融风暴带来的经济危机,同样是压在太阳能电池市场头上的一片乌云,主要企业如德国Q—Cells的业绩应声下调,预年今年世界太阳电地市场也会因需求疲软、石油价格下降而竞争力反提升等不利因素而下挫。但与此同时,人们也看到美国.奥巴马上台后即将施行GreenNewDeal政策,包括其内的绿色能源计划可有1500亿美元的补助资金,日本也将推行补助金制度来继续普及太阳能电池的应用。
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太阳能电池发电原理
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。吉光光电当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
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晶体硅太阳能电池的制作过程
储量丰富的硅
“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
生产过程
生产过程大致可分为五个步骤:a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程。
以单晶硅为例,其生产过程可分为:工序一,硅片清洗制绒
目的——表面处理:
清除表面油污和金属杂质;
去除硅片表面的切割损坏层;
在硅片表面制作绒面,形成减反射织构,降低表面反射率;利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀,在硅片表面形成3-6微米的金字塔结构,这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射,增加了对光的吸收;
工序二,扩散
硅片的单/双面液态源磷扩散,制作N型发射极区,以形成光电转换的基本结构:PN结。
POCl3液态分子在N2载气的携带下进入炉管,在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换,并扩散进入硅片表面,激活形成N型掺杂,与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下:POCl3+O2→P2O5+Cl2P2O5+Si→SiO2+P
工序三,等离子刻边
去除扩散后硅片周边形成的短路环;工序四,去除磷硅玻璃
去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃(磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层)。
工序五,PECVD
目的——减反射+钝化:
PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备,PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition;
制作减少硅片表面反射的SiN薄膜(~80nm);
SiN薄膜中含有大量的氢离子,氢离子注入到硅片中,达到表面钝化和体钝化的目的,有效降低了载流子的复合,提高了电池的短路电流和开路电压。
工艺原理:
硅烷与氨气反应生成SiN淀积在硅片表面形成减反射膜。
利用高频电源辉光放电产生等离子体对化学气相沉积过程施加影响的技术。由于等离子体存在,促进气体分子的分解、化合、激发和电离,促进反应活性基团的生成,从而降低沉积温度。PECVD在200℃~500℃范围内成膜,远小于其它CVD在700℃~950℃范围内成膜。
反应过程中有大量的氢离子注入到硅片中,使硅片中悬挂键饱和、缺陷失去活性,达到表面钝化和体钝化的目的。
工序六,丝网印刷
用丝网印刷的方法,完成背场、背电极、正栅线电极的制作,已引出产生的光生电流;
工艺原理:
给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆,通过烧结后形成欧姆接触,使电流有效输出;
正面电极用Ag金属浆料,通常印成栅线状,在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率;
背面通常用Al金属浆料印满整个背面,一是为了克服由于电池串联而引起的电阻,二是减少背面的复合;
工序七,烘干和烧结
目的及工作原理:
烘干金属浆料,并将其中的添加料挥发(前3个区);
在背面形成铝硅合金和银铝合金,以制作良好的背接触(中间3个区);
铝硅合金过程实际上是一个对硅进行P掺杂的过程,需加热到铝硅共熔点(577℃)以上。经过合金化后,随着温度的下降,液
相中的硅将重新凝固出来,形成含有少量铝的结晶层,它补偿了N层中的施主杂质,从而得到以铝为受主杂质的P层,达到了消除背结的目的。
在正面形成银硅合金,以良好的接触和遮光率;
Ag浆料中的玻璃添加料在高温(~700度)下烧穿SiN膜,使得Ag金属接触硅片表面,在银硅共熔点(760度)以上进行合金化。
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聚光太阳能发电
聚光太阳能发电(ConcentratingSolarPower)简称CSP,准确地说应该是“聚光太阳能热发电”。
聚光太阳能发电的先行者是美国的吉尔伯特·科恩,在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站,已经成功地为拉斯维加斯供应22兆瓦的电力能源。
聚光太阳能发电继风能、光电池之后,已经开始崭露头角,有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。
基本原理:聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上,再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里,将热量通过此加热循环水,将水加热,产生水蒸气,推动涡轮转动使发电机运转,以此来发电。
聚光太阳能发电与太阳能电池不同,太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能,可以在阴天操作,CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。
不过,即使在没有太阳的夜晚,采用熔融盐储存热量的方法,现在也能解决全天候的供电问题了。
国际能源署(IEA)下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会(ESTELA)和绿色和平组织的预测则较为温和,认为CSP到2030年在全球能源供应份额中将占3%-3.6%,到2050年占8%-11.8%,这意味着到2050年CSP装机容量将达到830GW,每年新增41GW。在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%。
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太阳能电池的应用
通信卫星供电
上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。如:太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵(饮水或灌溉)、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家,将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
离网发电系统
太阳能发电[1]控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大,并最终影响系统的可靠性。
蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
逆变器负责把直流电转换为交流电,供交流负荷使用。逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻,维护困难,为了提高光伏风力发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高,逆变器的高效运行也显得非常重要。
产品包括:A、光伏组件B、风机C、控制器D、蓄电池组E、逆变器F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。
并网发电系统
上海力友电气有限公司的可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器[2]直接反向馈入电网的发电系统。
因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
产品包括:A、光伏并网逆变器B、小型风力机并网逆变器C、大型风机变流器(双馈变流器,全功率变流器)
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太阳能发电技术原理
现在,太阳能的利用还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。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1369w/_。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/m2,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现在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。