太阳能利用技术(2)
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1、太阳能利用技术(2). txt23让我们挥起沉重的铁锤吧!每一下都砸在最稚嫩的部位,当青春 逝去,那些部位将生出厚晒太阳的茧,最终成为坚实的石,支撑起我们不再年轻但一定美丽 的生命。 本文由 sunshining90 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT ,或下载源文件到本机查看。太阳能利用技术太阳能太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大 气层的能量仅为其总辐射 能量(约为3.75X1026 W)的22亿分之一,但已高达1.73X1017瓦,换句话说,太阳每 秒钟辐射到地球上的能 量就相当于500万吨煤。 由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核
2、聚变反应,所以不断 地释放出巨大的能量,并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热 量, 温度也从中心向表面逐渐降低。由核聚变可知,氢聚合成氦在释放巨大能量的同时,每1 克 质 量将亏损0.0072 克。根据目前太阳产生核能的速率估算,其氢的储 量足够维持100亿 年。因此,太阳能可以说是用之不竭的。 太阳持续不断地向地球输送能量,随处可取,无须 开采、运输。 而且太阳能是一种洁净、无污染的能源,既不会对环境造成污染, 也不会对 生态平衡构成危害。但是,太阳能能量密度低,且受昼夜、气候等自然条件限制。 由于能量密度低,即使天 气晴朗的中午,太阳垂直投射到地球表面 每平方米上的能量最多约为 1 千瓦
3、。因此,需要庞 大的收集设备,投 资多,占地面积大,且能量提供是间隙的,供应是非常不稳定的, 需要 储能装置。正是由于这些缺陷,给太阳能的利用技术、经济效 益带来许多问题,要完善地利 用太阳能还有许多工作需要做。专家们预测100年后,太阳能有望占到全球一次能源的70%。 太 阳能的利用主要有两大重点方向:一是把太阳能转化为热能,如太 阳能供热水、供暖和 制冷,太阳能干燥农副产品、药材和木材,太阳能淡化海水,太阳能热动力发电等。另一是 将太阳能转化为电能 (即光伏发电)。如,建在新江弯城体育中心的上海市第一套太阳 能光 伏发电系统,与建筑一体化,它采用的是新型的非晶硅技术, 在正常光照下,发的电
4、可以点 亮500 盏100瓦的电灯,能够基本满足 该体育中心的照明用电。太阳内部有“里三层” 太阳内部有“里三层”,从中 心向外,依次是核反应区, 心向 外,依次是核反应区,这里是 太阳热能产生的基地;辐射区, 太阳热能产生的基地;辐射 区,太 阳能先通过这里传播出去;对流区, 阳能先通过这里传播出去;对流区, 太阳能经 过这里向太阳表层传播, 太阳能经过这里向太阳表层传播, 它们是“输送带” 它们是“输 送带”。 太阳外部有“外三层” 太阳外部有“外三层”。依次 为光球层、色球层和日冕层。 为光球层、色球层和日冕层。人们 肉眼可见的明亮表面就是光球层, 肉眼可见的明亮表面 就是光球层, 我们
5、所见到太阳的可见光, 我们所见到太阳的可见光,几乎全 是由光球发出 的。光球层厚约500是由光球发出的。光球层厚约km,温度为762 K,密度为-6,温度 为5,密度为10 g/cm3,它是由强烈电离的气体组成,它是由强烈电离的气体组成,太阳 能绝大部分辐射都是由此向太 空发射的。 空发射的。一、太阳能利用技术集热器是收集太阳能的主要装置,一般分为非聚光集热器和聚 光集热器。非聚光集热器 能利用太阳直射辐射和散射辐射。聚光集 热器能将太阳光聚集在面积较小的集热面上,可以 获得较高的温度, 但只能利用太阳直射辐射,且需要跟踪太阳。 非聚光集热器有平板利用 太阳直射辐射、真空管利用太阳直射 辐射等
6、方式。典型的平板集热器见图3-2-1。它由集热 板(吸收太阳 能并加热集热介质)、透明盖板(减少集热板与环境间的对流核辐 射换热,保 护集热板避免外界侵害)、隔热层(防止集热器向周围 散热)和外壳。20世纪70年代研制成功的真空管集热器,其集热介质被封闭 在高真空的玻璃管内,较 之于平板集热器,热性能显著提高。我 国已经形成拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集 热管的产业, 产品质量达到世界水平,产量居世界之首。利用太阳能集热器,实现小区住宅建筑太阳能热水系统一体化, 是构建生态住宅小区的 重要组成部分。例如,某住宅小区共有坡顶 住宅 26 栋,设计中选择了有足够集热面的 22 栋建筑,其屋面
7、坡度为 32,在向南斜屋面上设置三排太阳能集热器凹槽,集热器镶嵌在 凹 槽内,构成一大块集热器,每 2-3 栋建筑构成一个供热水子系统, 11 个子系统组成一个大 系统。这样的太阳能集中供热系统,由计算 机控制运行。 太阳能集热器采集的热量直接传 递给水,获得热量的水传输到 设置在泵房内的保温水箱。再通过电动泵将热水经由保温水管 送至每个家庭。为安全起见,输出热水控制在60C以下。考虑到阴天、雨天等不利气候的 影响,系统采用双能源供热模式,即在水箱内的 热水温度达不到要求的水温时,启动电辅助 加热。太阳能集中供热系统具有如下特点: 便于将有限的资源更为合理分配利用。如住户分散 安装,由于 杂乱
8、无序集热面有限、水量不足、气候影响而不能充分发挥太阳 能资源的作用, 集中供水可以大面积采热,全天候供热。 通过控制中心可以为住户提供相对恒温、恒压的热 水,使用更 加方便。 既节能又经济。据测算,相对于燃气热水器或电热水器供热水, 集中 式太阳能供热水更为经济。实现住宅建筑太阳能供热水系统一体化,既开发利用了可再生 洁 净能源,又美化了住宅小区的建设。为了更有效地利用太阳能必须提高入射阳光的能量密度,使之聚焦 在较小的集热面上, 以获得较高的集热温度,并减少散热损失,这就是 聚光集热器的特点。 聚光集热器通常由 三部分组成:聚光器、吸收器和跟踪系统。其工 作原理是:自然阳光经聚光器聚焦到吸收
9、器 上,并加热吸收器内流动的 集热介质,跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置, 以保证 聚光器的开口面与人射太阳辐射总是互相垂直的。 聚光集热器一般将太阳能转换为 热能并通过热力循环过程进行发电, 是太阳能热利用的重要方面。 20世纪80年代以来,欧 洲一些国家相继建 立起了不同形式的示范装置,促进了太阳能热力发电技术。现有的太阳 能 热力发电系统一般分为三类:抛物柱面槽式聚焦系统、碟式聚焦系统 和塔式聚焦系统,分别 见图3-2-3。塔式太阳能热力发电系统见图 3-2-4:a )抛物柱面槽式聚焦系统 )b )碟式聚焦系统 )b )塔式聚焦系统 )塔式聚焦太阳能热力发电系统塔式太阳能热力
10、发电系统由反 射镜陈列、高塔、集热器、发电机 组等构成,集热器置 于塔顶。反射 镜陈列由许多反射镜按一定规律排 列而成。反射镜自动跟踪太阳,反 射光能 精确地投射到集热器的窗口。 当阳光投射到集热器被吸收转变为 热能后,加热盘管内的流 动介质使 其蒸发。一部分热量用来带动汽轮 机发电机组发电,另一部分热量则 被储存在蓄 热器里,以备没有阳光 时发电。为了降低塔式太阳能热动力系统的投资,发展了一种太阳坑发电技术。 它是在地面挖一 个球形大坑,坑壁贴上许多小反射镜,使大坑成一个巨大 的凹面半球镜,它将太阳能聚焦到 接受器,以获得高温蒸汽。试验证实太 阳坑发电的方案是可行的。由于其技术简单,成本低,
11、 有巨大的市场潜力。另一种有前途的太阳能热动力发电技术是太阳能烟囱发电。它是在一 大 片圆形土地上盖满玻璃,圆中心建一高大的烟囱,烟囱底部装有风力透 平机。透明玻璃盖板 下被太阳加热的空气通过烟囱被抽走,驱动风力透平 机发电。这种发电装置简单可靠,在西 班牙已建有一座容量为 50 千瓦的试 验电站。显然这种发电方式非常适合于我国广大的西部 地区。如果将房屋当作一个集热器,通过建筑设计把高效隔热材料、透光 材料、储能材料等有 机地集成在一起,使房屋尽可能多地吸收并保存太 阳能,达到房屋采暖的目的。美国建筑专 家发明一种太阳能墙:将建筑 物的墙体外侧装一层薄薄的黑色打孔铝板,能吸收照射到墙体 上太
12、阳能 的 80%,被吸入铝板的空气经预热后,通过墙体内的泵抽到建筑物内, 从而就能 减少建筑物的耗能。 另外,德国科学家发明两种采用光热调节的玻璃窗,一种是太阳能 温 度调节系统,白天采集建筑物窗玻璃表面的暖气,然后把这种太阳能 传递到墙和地板的空间 储存,到了晚上再放出来。还有一种是自动调整 进入房间的阳光,如变色太阳镜一样,根据 房间设定的温度,窗玻璃或 是变成透明或是变成不透明。建筑能耗在能源消耗中的比例越来越大。因此,国内外对建筑节 能非常重视。建筑节能 是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是 当代建筑科学技术的一个新的生长点。我国将 建筑节能也列入了“十 一五“规划中。建筑节能有多
13、种模式,太阳能房是其中之一。 太阳 能房可以分为被动式和主动式两大类。被动式太阳能房是依 靠建筑物结构本身充分利用太阳 能来达到采暖的目的,夏天可以通过 建筑结构的设计,阻止太阳的直射。而冬天可以通过室 内围护结构材 料、相变蓄热地板等吸收并贮存白天太阳的辐射热量,到了晚上,贮 存的热 量慢慢释放出来,减小了供暖能耗,见图 3-3-5a 主动式太阳能房是在被动式太阳能房的基 础上,利用太阳能集热 器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水(或热风)采暖系统中 的锅炉。将太阳能收集并贮存在蓄热装置中,可以保证一天 24 小时的 取暖要求,温度可以 调控,既舒适,又省能。我国建筑总量约为 400 亿
14、平方米,但其中只有 2.3%达到建筑节能 标准。公共建筑总量 约 45 亿平方米,占全国建筑总量的 10% 以上,每 年兴建 23 亿平方米,且几乎都是高耗能 建筑。因此,如何有效地将 太阳能利用引入建筑采暖、制冷等设计中是非常有意义的。 另 外,我国是太阳灶的最大生产国。太阳灶利用太阳的辐射,直 接将太阳的辐射转换为供人们 炊事使用的热能。每个太阳灶每年可节 约300 千克标准煤。在建筑节能中存在着一种表面化现象。即简单地以能耗费用作为节能标志。只看建筑运 行的一次能耗形式,不考虑这种能耗形式在制造、以及转换过程的 总能耗。譬如,冰蓄冷技 术。不仅在它的设备制造中材料提炼、加工需要能耗, 在
15、其运行中由电到冰、由冰到冷的能 量转换过程中都存在着能耗。因而,表面 的舒缓高峰电力和电费开支的多少,并不意味着资 源消耗的节省。太阳能利用是建筑节能的必然趋势 目前,全球建筑物自身能耗约占世界总能耗的三分之 一左右。因此,建筑应该是 主要的节能领域。 节能,就是探讨如何最大限度地减少能量浪 费。从使用能源的目的和方式进行划 分,节能可以分成直接节能,广义节能和潜在节能三种 类型。 直接节能,指的是减少不合理的需求来节约能耗。例如,白天关路灯,风管少 漏风, 下雨不浇花。一句话,直接节能就是根本不应该消耗的能源坚决不消耗。 广义节能,则是指 在满足需要的前提下提高能源的利用率,从而减少应该耗费
16、的 那部分能源的消耗。例如,空 气热回收设备的利用,保温墙体材料的应用,光照度的 合理调控,生活用水的“二次利用” 等。 潜在节能,是把能够利用的能源尽可能地利用起来。例如,美国有些建筑利用公 共走 廊地毯下安装的踏板,将人体走路时的重力作用带动发电机的中心轴,解决走廊 等的照明。 在可以预期的将来,潜在节能将有极大的发展。2. 2太阳能光利用技术光合作用:光合作用 :在多种酶的 催化下,绿色植物吸收 太 阳 的 光 能 , 把 CO2 和 H2O 合成有机物,同时释 放氧气的过程。 太阳能光电化学电池 太阳能光伏电池。太阳能光电化学电池: 太阳能光电化学电池:利用N型二氧化钛半导体电极为阳极
17、,以铂作阴极,制成的太阳能光电化学电池,在太 阳光照射下,阴极产生氢气,阳极产生氧气,两电极用导线连 接便有电流通过。既实现制氢、 有可获得电能,但制氢效率非常低(0.4%), 且只能吸收太阳光中的紫外线和近紫外线,电 极容易受腐蚀,性能不稳定。 以光电化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能光伏电池太阳能光伏电池的工作原理是:当太阳光照射到一种称为“PN结”的半导体上时,其 中一部分被表面反射,其余部分被半导体吸收 或透过。波长极短的光很容易被半导体内部吸 收。被吸收的光子有一 些转变成热能,另一些光子则与半导体原子中的“阶电子”碰撞,使 “价电子”获得能量变成自由电子而逸出晶格
18、,从而产生电子流动。 图3-2-5为太阳能电池 结构原理图。太阳能光伏发电 太阳能光伏发电系统可以有效地利用建筑物屋顶和幕墙,无需占用宝 贵的土地资源,这对于土地昂贵的城市尤为重要。太阳能光伏发电系统可 原地发电,原地使 用,减少了电力输送的线路损耗。由于太阳能发电板阵 列一般安装在屋顶及墙面上直接吸收 太阳能,因此太阳能光伏发电系统同 时降低了墙面及屋顶的温升,减轻了建筑的空调负荷, 降低了空调的能耗。太阳能光伏发电系统的各种彩色光伏组件,可以取代和节约昂贵的外 饰 材料(如玻璃幕墙等),使建筑物的外观统一协调,美化建筑环境;太 阳能光伏发电系统正 是在白天用电高峰期供电,从而舒缓高峰电力需
19、求, 这对于高峰电力紧张地区及无电少电地 区更为重要。配备蓄电池后,太阳 能光伏发电系统除了确保自身用电外,还能够满足安全用 电设施的不断电 要求。我国政府十分重视太阳能的综合开发与利用。先后将太阳能列入新能源 和可再生能源技 术发展的研究开发与利用战略重点。早在1999年国家有关部 门就将开发高效率、低成本的 太阳能集热、光伏技术列为优先发展的高技术 产业化重点领域, 我国 2020 年的太阳能光电 总容量将达到 300Mw。 我国从 80 年代开始实验被动太阳能的热利用。然而,被动太阳能利 用只 是简单地直接转换为生活用水的加温,停留在低水平应用层。它与智能化系 统也没有 发生什么关系。而
20、太阳能发电技术这个典型的主动型潜在节能,将 会对智能化系统提出更高、 更深的技术要求,要求智能化系统深化与供能设 备、发电设备的系统集成,保证整个建筑内 电力的调配和平衡。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:硅太阳能电池,以无机盐 (如硫化镉、砷化 镓、铜铟硒等多元化合物)为材料的太阳能电池,液结太阳 能电池,聚光太阳能电池等。作 为制作太阳能电池的半导体材料来说,要求性 能稳定、光电转换效率高、对环境无污染、便 于生产等。目前来说硅是最理想 的太阳能电池材料。 硅系列太阳能电池中,单晶硅(纯度 为 99.99%)太阳能电池转换效率最高, 技术也最为成熟。目前,单晶硅太阳能电池光电转 换效率
21、已经到 20%左右。于 单晶硅太阳能电池的工艺不断得到提高,使得硅材料成本比重相 对增加。单晶 硅从开采、运输、制作等一系列过程成本很大,因此,作为太阳能电池生产厂 家希望在不降低光电转换效率的前提下,寻找单晶硅的替代材料。多晶硅以及 硫化镉、砷化 镓等多元化合物均是比较适用的替代材料。其中,多晶硅太阳能 电池的光电转换效率为 15%, 其电性能和机械性能都与单晶硅太阳能电池基本 相似,而生产成本低于单晶硅太阳能电池。 20世纪80年代开始,德国、美国、 日本等先后投入工业化生产多晶硅太阳能电池,并降低 单晶硅太阳能电池的产 量。另外,砷化镓太阳能电池的光电转换效率达到 25%以上太阳能电池重
22、量轻,无活动部件, 使用安全。单位质量输出功率大,既 可作小型电源, 又可组合成大型电站。 目前其应用已从航天领域走向各行各 业,走向千家万户,太阳能汽 车、太 阳能游艇、太阳能自行车、太阳能飞 机、太阳能电话亭都相继问世,然而对人类最 有吸引力的是所谓太空太阳 站。空太阳电站的建立无疑将彻底改 善世界的能源状况,人类 都期待这一 天的到来上海市最大规模的非晶硅太阳能发电系统在江湾城体 育中心发电,该系统安置在体育中 心的屋顶,所发的电可 点亮 500 盏 100瓦电灯,下图中工人正在保养非晶硅板的表 面。首都博物馆新馆的建筑条件 北京市位于北纬 36 度 56分,东经 116度 20分地区。
23、全年 日照 2,662 小 时,平均标准日照时间为 4-5小时。理论上每平方米日照面积可达 1,000W 能 量,属太阳能资源丰富地区。 首博新馆作为北京的标志性建筑物,是市政府奥运工程配套项 目中的 重点工程。为了更好地将建筑与艺术、建筑与高新技术相结合,配合北京 2008 年奥 运会,突出“绿色北京、绿色奥运”理念,努力创造绿色、环保、节能城市整体形象,首都 博物馆新馆建设工程业主委员会在市领导和有关 部门的支持下,决定在首博新馆建筑屋顶安 装太阳能光伏发电装置,使首 博新馆建设成集节能、环保与高科技为一体的、充满现代气息 的博物馆, 具体而形象地表现太阳能资源利用,起到“可持续发展”的教
24、育示范作用。 首 博新馆屋顶设计为平顶挑檐结构,有利于太阳能发电板的布置与安 装。根据屋顶平面部分设 计,安装太阳能发电板的面积5,000平方米强、峰值发电量达300kW。在中国已经建造的太 阳能光伏发电工程中,单体建 筑发电量居第一,达到了国际先进水平。太阳能光伏系统的工程风险 建筑是建筑技术与艺术的结晶,在建筑中应用高新技术必须 服从建筑的 整体设计理念。首博新馆不是为建设太阳能系统盖一个建筑,而原来首都博 物 馆新馆建设任务书中并没有提出安装太阳能系统的要求。目前的建筑设计 和结构设计也没有 考虑屋面上再架设太阳能电池板的结构与荷载、根本没有 设计安装太阳能电池板的支架接 点。从建筑外观
25、、造型的角度,也不希望在 屋面上再加出一层太阳能屋面。因此,太阳能光 伏发电系统的结构形式必须 服从首博新馆建筑的整体设计理念、符合首博新馆屋顶结构设计 等各种条件 要求。而且太阳能光伏发电系统的安装不能破坏首博新馆建筑造型,不能破 坏 装饰性屋面轻盈、通透的艺术风格。太阳能电池板与屋面结合的抗风负荷问题是最大的工程风险。如何 解决太阳能光伏发电 板在屋面安装时对屋面负荷、造型的影响等问题, 一直是建设首博太阳能光伏发电系统的核 心问题。工程要保证能够成功 地满足功能要求,不能够出事故。尤其不能够出重大事故。一 旦刮下一 片太阳能玻璃板就会酿成大祸,甚至出人命!太阳能工程必须保证建筑物的安全,
26、 太阳能系统不仅仅要保证自身 系统的安全可靠,同时要确保建筑的安全可靠。必须考虑安装 条件和安 装方式、安装强度。包括太阳能光伏电池板在屋面安装时对屋面负荷的 影响问题, 包括太阳能电池板自身载荷和抗风能力、抗冰雹冲击等工程 应用问题。 以往的太阳能组件 安装需要采用平架或者斜撑架安装方式,这种安 装方式不仅会破坏建筑物的完整性和建筑外 观造型,而且对屋面防水存 在不利影响。特别是需要承受屋面空气层流所产生的很大的风力。综合上述因素,首都博物馆新馆采用了非晶体柔性太阳能发电板、以特种粘合 剂直接粘 贴在屋面板的技术形式。这样既不会影响建筑造型,也不需要对屋面结构 进行重新计算和加 固。特别重要
27、的是,以特种粘合剂直接粘贴在屋面板的技术形式 不再存在太阳能发电板和屋 面之间的空气腔,从根本上解决了空气层流作用的发生。 另外,在建筑天棚上嵌装太阳能光 伏发电板时,一般都需要考虑天棚屋顶会否 产生漏水问题。直接粘贴方式从根本上杜绝了渗 漏问题。 常见的以玻璃为基板的太阳能光伏发电板则还有一个玻璃破碎问题。即在极端 的 气候条件下,常常会有玻璃破碎情况发生。直接粘贴的非晶体柔性太阳能发电板 以不锈钢为 基板,不会因为冰雹等自然灾害发生破碎。 当然,采用粘结方式,对粘合剂的性能和粘贴工 艺需要特别注意。如果粘贴 当时的屋面自然气温过高或者过低,都会影响到粘贴的牢固度。 而且,所用的粘结 剂必须
28、能够经受得住自然气候的变化。不因为四季变化、日晒和积雪积雨 而影响粘 结度。太阳能光伏发电系统为子孙后代提供了可持续发展的空间,世界上许多 国家(如欧洲国 家、美国、日本等)都在积极倡导太阳能光伏发电。但是,正象所有的生产都需要考虑投入 产出一样,任何新型能源形式的采用都会有 一个消耗多少能量、产出多少能量的比率问题。 太阳能光伏发电系统在生产 制造过程中,无论是发电板相关的硅晶体、钢材或玻璃的冶炼, 以及其他相 关逆变器等各种零部件的生产加工,都需要消耗一定能量。全地球的能源是 一 个大系统。这些预先消耗的能量,宇建成以后产出的能量之比,是值得考 虑的大问题。例如, 目前有一些晶体太阳能光伏
29、发电系统的技术水平很低级,生产中消耗的电能需要产出的太阳 能板发电 19 年才能够补偿。而它的实际运 行生存周期不到 20 年!而某个非晶体太阳能光伏 发电系统只需要发电 7 年就 能够补偿生产建设过程的能耗。可见,即使是采用新型可持续发 展能源,仍 然应该考虑产能技术问题。最近,丹麦科学家开发出一种新型的塑料太阳能电池,其成本只 有硅太阳能电池成本的 2%左右,但使用寿命比硅太阳能电池短得多,且转换效率只有0.25%。 液结太阳能电池是 一种光电、光化的复杂转换装置。其原理是将 一种半导体电极插入某种电解液中,在太阳光 照射的作用下,电极 产生电流,同时从电解液中释放出氢气。液结太阳能电池预
30、示着太 阳 能利用的广阔前景,不仅可以通过光电转换利用太阳能,还能从 光化学反应中获得新的能源 氢气。聚光太阳能电池也是降低 太阳能利用成本的一种技术措 施,见图 3-2-8。通过聚光器 将 阳光会聚在一个较小的范围内, 形成焦斑,将太阳能电池置于 这种焦斑上,以增强光强, 克 服太阳辐射能流密度低的缺陷, 从而获得更多的电能。如聚光 集热器一样,聚光太阳能 电池 的聚光器也需要太阳旋转跟踪 装置。统计资料显示,世界太阳能电池发电从 1998 年的 154.9 兆 瓦增加到 2003 年的 742.28 兆瓦,年平均增长率为 36.8%。2004 年,全球的太阳能电池组件产量是 7 年前的 1
31、0 倍。如 今,美国、 710 德国、日本等国家,太阳能电池都已经实现了并网发电,数以 千计的办公 楼、实验室和数以万计的居民,在享用着稳定可靠、 无污染、无噪音、无任何废料排出的太 阳能电力。目前,国际市场上太阳能电池的价格为每瓦 3.15 美元,并网系 统价格为每瓦6 美元, 发电成本为每千瓦小时 0.25 美元,约为 1996年 美国煤发电成本(4.85.5 美分)的5 倍。 为了进一步降低太阳能发 电成本,人们希望构建一个“价廉物美的定日镜+高转换效率的聚 光 光电池 +高效率的散热系统”的太阳能发电系统。目前,能跟踪太阳 旋转的定日镜价格十 分昂贵,聚光镜的成本或建造费用至少占整个
32、电站成本的一半以上。中国科技大学的陈应天 教授发明的一种新型 定日镜能有效地消除镜面上设计缺陷造成的像差,还能有效跟踪太 阳 旋转,其控制体系将由通常定日镜所需的二维控制降为只需进行 一维控制。这就可能因太阳 能聚光镜成本的大幅度降低而获得比煤 炭发电成本低廉的电力。2002 以来,随着以无锡尚德为代表的具有世界级先进水平光伏企业的 崛起,我国的光 伏制造能力迅速提升,最近4 年无论是电池还是组件制造 年均增长率都超过了 100,在世 界光伏制造的排名也是逐年上升,从 2002年中国大陆光伏生产规模首次跻身世界 10强之列, 到 2005 年全面跻 身四强(电池产量排名第 4 ,组件产量排名第
33、 3 ),使得我国无论是组件还 是 电池生产都迅速向世界光伏制造大国迈进。特别是最近两年,中国的光 伏投资迅速升温,一 大批具有国际主流生产规模的企业和生产线相继建成 或者正在建设,典型的包括天威英利、 中电光伏、上海太阳能、林洋新能 源、江阴浚鑫、晶澳太阳能、尚品太阳能、天合光能等。 粗略估算,国内 2004-2005 年整个光伏产业的投资规模超过 100 亿元。截至2005年底中国 光 伏电池总产能达到420MW,组件总产能超过450MW。在产能规模上中国目前已经成为仅次于 日德的世界第三大光伏制造国。第一节:能源发展概论 能源系统有哪几大组成部分? 研究能源问题可从哪几个角度入 手? 第二节:能源政治 能源安全的数学表达式及其含义。 地缘政治的概念如何表述?并举 例说明。 第三节:能源经济 能源价格的形成要考虑哪几项因素? 举例说明能源工作市场化 运作的方法。第四节:能源环境全球变暖与温室气体排放的关系。清洁发展机制CDM的运 作过程。 第五节:能源科技 根据能源科技发展的趋势,分别举例说明“高效、永续和清洁” 的三大特 征。 能源科技涉及的主要基础课程和主要专业基础课程有哪些?举例说明。
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