安徽建筑工业学院太阳能电站太阳能电站曹佰来曹佰来二二一一年五月年五月安徽建筑工业学院国家政策国家政策财政部 科技部 国家能源局 关于实施金太阳工程的通知 财建【2009】397号 金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法 太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法支持范围： 用户侧并网光伏发电示范项目； 偏远无电地区光伏发电示范项目； 大型并网发电示范项目；适合太阳能资源丰富地区； 太阳能光电建筑应用示范项目； 安徽建筑工业学院支持条件 装机容量不低于300kWp;每省工程总规模不超过20兆瓦。 运行期不少于20年； 业主单位总资产不少于1亿元，项目资本金不低于总投资的30%。补助标准： 并网光伏发电项目，按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%补助。 偏远无电地区的独立光伏系统按总投资的70%补助。 上网电价：按国家核定的当地脱硫燃煤机组标准上网电价全额收购。安徽建筑工业学院光光- -电转换电转换太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能热力发电太阳能热力发电水蒸汽（槽、碟、塔式）水蒸汽（槽、碟、塔式）低沸点工质低沸点工质( (太阳池太阳池) )气体气体 ( (烟囱，烟囱，StirlingStirling) )光转电的形式光转电的形式安徽建筑工业学院太阳能光伏发电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，应用范围广安徽建筑工业学院主要缺点主要缺点能量分散，间歇性大地域性强转换效率低成本高太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院太阳能电池技术太阳能电池技术光伏单元(PV Cell)光伏组件(PV Module）光伏方阵(PV Array)安徽建筑工业学院太阳能电池技术太阳能电池技术光伏产业链光伏产业链安徽建筑工业学院太阳能电池技术太阳能电池技术晶体硅太阳电池组件制造工艺流程晶体硅太阳电池组件制造工艺流程安徽建筑工业学院光伏发电系统设备构成光伏发电系统设备构成串联时组件工作电流需相并联时组件工作电压需相组件互联接线最短原则总线电压下降，输出总线电压下降，输出电流也大幅下降，系电流也大幅下降，系统可能不能正常工作。统可能不能正常工作。总线电压可保持不变，总线电压可保持不变，虽然少了一组电流，虽然少了一组电流，但系统可正常工作。但系统可正常工作。纵联横并纵联横并横联纵并横联纵并安徽建筑工业学院世界光伏电池的发展情况及趋势世界光伏电池的发展情况及趋势从1988到2003光伏电池产量平均每年递增20，近年来发展更快。安徽建筑工业学院近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。安徽建筑工业学院 近近2525年光年光伏电池产伏电池产量每加一量每加一倍，价格倍，价格下降下降20%20%。美国能源部估计：现在组件价相当于30美分1度电，要使价格下降到2美分1度电, 按现在的下降速率需要25年。必须采取新技术以使在1015年左右时间内下降到2美分1度电。安徽建筑工业学院主要国家发展光伏发电计划主要国家发展光伏发电计划欧盟-2010年建3GW的光伏发电。日本-计划到2010年太阳能发电量达到4.82GW。美国-到2020年光伏发电累计安装36GW，占美国发电装机增量的15%左右中国-到2010年光伏发电装机30万kW。2020年，可再生能源的比重从目前的7%提高到15% 左右。由国家发改委牵头，投资100亿元，到2010年，用风电、光电和其它可再生能源解决2300万户无电地区居民和边防哨所等的用电问题。安徽建筑工业学院光伏电池特性光伏电池特性I-输出电流，IL-光电流，Rs-内阻，Ish-旁路电流，Rsh-并联电阻光伏电池的等效电路光伏电池的等效电路安徽建筑工业学院热斑效应热斑效应一个方阵在阳光下一个方阵在阳光下出现局部发热点的现出现局部发热点的现象称为热斑效应，热象称为热斑效应，热斑温度有可能高达斑温度有可能高达200200C C，使焊点融化，使焊点融化，破坏封装材料，甚至破坏封装材料，甚至使方阵失效。使方阵失效。原因：坏电池、电原因：坏电池、电极焊片虚焊、电池破极焊片虚焊、电池破碎、电池局部受到阴碎、电池局部受到阴影遮档。影遮档。流过电流流过电流3I3I，当超过电池的光生电流时，其工作，当超过电池的光生电流时，其工作点对应的电压进入反偏区点对应的电压进入反偏区UrUr，承受负电压，电池，承受负电压，电池象负载一样吸收功率产生热量，当超过一定限值象负载一样吸收功率产生热量，当超过一定限值时，快速升温，出现热斑。时，快速升温，出现热斑。损坏，无损坏，无电流输出电流输出安徽建筑工业学院热斑效应热斑效应应对措施：防止以上情况发生；加设旁路二级管以增加方阵可靠性应对措施：防止以上情况发生；加设旁路二级管以增加方阵可靠性正常时，旁路二极管承受反压不导通。 当光电池发生热斑效应承受负电压时，与其并联的旁路二极管导通，将其短路。虽然损失一部分功率，但不会失去全部功率。安徽建筑工业学院光伏发电系统设备构成光伏发电系统设备构成DC-ACDC-AC逆变器逆变器控制器 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安徽建筑工业学院光伏发电系统分类光伏发电系统分类按是否聚光分：按是否聚光分：聚光发电系统非聚光发电系统按供能方式分：按供能方式分：独立光伏发电系统（离网系统）并网光伏发电系统宇宙光伏发电系统混合光伏发电机系统安徽建筑工业学院独立式太阳能光伏发电独立式太阳能光伏发电(1)(1)独立光伏发电系统：独立光伏发电系统：独立光伏电站、光伏水泵航标及灯塔电源，太阳能庭院灯、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳帽、太阳能充电器、太阳能计算器等。是我国目前主要的光伏发电应用市场，且每年以20%的速度增长安徽建筑工业学院独立式太阳能光伏发电独立式太阳能光伏发电安徽建筑工业学院并网式太阳能光伏发电并网式太阳能光伏发电(2)(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，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因而可使其成本下降18%18%左右。左右。 住宅用并网光伏系统住宅用并网光伏系统 集中式并网光伏系统（电站）集中式并网光伏系统（电站）安徽建筑工业学院并网式太阳能光伏发电并网式太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院并网逆变器功能：并网逆变器功能：自动运行和停机自动运行和停机最大功率点跟踪控制（最大功率点跟踪控制（MPPTMPPT）防独立运行（孤岛效应）防独立运行（孤岛效应）被动式防护被动式防护主动式防护主动式防护自动电压调整自动电压调整太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院光伏发电系统光伏发电系统安徽建筑工业学院光伏电池特性光伏电池特性安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能光伏发电太阳能光伏发电安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电利用太阳集热器收利用太阳集热器收集太阳能集太阳能 加热工质加热工质 产生过热蒸汽产生过热蒸汽驱动热动力装置驱动热动力装置带动发电机带动发电机安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电太阳能热发电系统组成太阳能热发电系统组成聚光集热子系统：聚光器：平面反射镜、曲面反射镜接收器：将太阳辐射能转变为热能跟踪装置蓄热子系统在集热器与汽轮发电机之间提供缓冲，保证机组稳定运行。辅助能源子系统常规燃料锅炉汽轮发电子系统：现代汽轮机，燃气轮机，低沸点工质汽轮机，斯特林发动机安徽建筑工业学院聚光器聚光器在太阳能热发电系统，最常用的是：平面反射镜：用于塔式热发电，可将工质加热到5002000C，构成高温塔式太阳能热发电系统。曲面反射镜： 一维抛物面反射镜槽型抛物面反射镜，集热温度可达400C，构成槽式热发电系统。 二维抛物面反射镜盘式抛物面反射镜，焦点温度可达8001000C，构成盘式太阳能热发电系统。太阳能热发电太阳能热发电安徽建筑工业学院聚光器的主要性能要求聚光器的主要性能要求1、光学性能镜面反射率越高越好。现多采用玻璃背面镜，即将银或铝蒸镀在玻璃反射镜的背面，再喷涂上多层漆保护层，或封夹在两层玻璃之间。另外要定期对镜面进行清洗。2、光学性能镜面平整度，机械强度和稳定性，能抗大风的吹刮。3、化学稳定性耐腐蚀 接收器将太阳辐射能转变为热能，并传递给工质的部件。聚光方式不同，接收器结构差别很大。关键技术：接收器表面涂覆选择性吸收膜，使对太阳辐射的吸收率高，反射率低。 / 越高大，集热温度越高。太阳能热发电太阳能热发电安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电跟踪装置单轴跟踪：用于槽型抛物面反射镜双轴跟踪：用于盘式抛物面反射镜和塔式聚光的平面反射镜。跟踪方式程序控制方式存在累积误差传感控制方式多云时难测出入射太阳辐射方向混合控制方式以程序控制为主，用传感器瞬时测量作反馈，对程序进行累积误差修正，能保证任何气候条件下稳定而可靠的跟踪。安徽建筑工业学院塔式太阳能热发电系统塔式太阳能热发电系统太阳能热发电太阳能热发电1 1定日镜；定日镜；2 2接收器；接收器；3 3塔；塔；4 4蓄热器；蓄热器；5 5泵；泵；6 6凝汽器凝汽器7 7汽轮发电机组汽轮发电机组安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电定日镜结构示意图定日镜结构示意图1 1入射太阳光；入射太阳光；2 2接收器；接收器；3 3塔；塔；4 4定日镜定日镜中心接收塔中心接收塔安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电太阳能热发电原理示意图太阳能热发电原理示意图安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电定日镜定日镜安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电2007年6月1日，国内首座70千瓦太阳能热发电系统，在南京通过鉴定验收。该太阳能热发电系统建在江宁将军大道东侧，系统由定日镜场、塔式高温接收器、太阳能燃气轮机等组成，32面定日镜分成7排，每时每刻跟踪太阳，将阳光传递给铁塔上的集热器，将空气加热到1000摄氏度，高温加压空气推动发电机转动，实行光电转换。地处江宁的南京塔式地处江宁的南京塔式太阳能热发电系统太阳能热发电系统安徽建筑工业学院日光反射镜沿两个轴追踪太阳，把太阳辐射能集中到一个位于 161.85米高的塔上方接收器上（右侧电站年发电11兆瓦；左侧电站年发电20兆瓦）日光反射镜 安徽建筑工业学院最近消息，据国外媒体报道，说起太阳能，人们会想到安装在生态住宅上的光电板，效率很低，产生的电只够一台烤面包机使用。不过未来的太阳能电站将会更加壮观，效率会更高。上在上面照片里有两个太阳能电站，它们围绕着两座高塔。左侧较大的太阳能阵列被它的西班牙主人索卢卡尔发电厂(Solucar Platform)称作PS20，目前它仍处于建设中；右侧较小的太阳能阵列被称作PS10，它现在已经开始为当地电网供电。它们都通过把西班牙塞维利亚 (欧洲大陆最热的地方之一)酷热的阳光转变成炙热的光束，通过一个石英窗户加热水，产生大量蒸汽，驱动一系列涡轮机转动发电。安徽建筑工业学院大约有92%的太阳热量被直接转变成电能，这种电站产生的能量非常强，生态能源倡导者称，可以利用它从水里分解氢气，为生态动力车提供燃料。发电所需的只有阳光和很多跟踪太阳的镜子，即日光反射镜。事实上PS10有624个日光反射镜，它把能量集中到一点，产生11兆瓦能量，足够大约5500个 住户使用。PS20电站有1255个日光反射镜，到2013年完全运营时，它能产生多达20兆瓦电能。这种电站生产的电价格很贵，大约是用普通方法生产的电能价格的3倍，但是这项技术有很大发展前途，电价有可能会下降，莫哈维沙漠里有这样一个电 站，它拥有120万个日光反射镜。其他此类电站分别建在摩洛哥和阿尔及利亚。安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电槽式太阳能热发电系统 槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统（SEGS）简称槽式太阳能热发电系统，也称分散式太阳能热发电系统。安徽建筑工业学院(正在该地进行测试的另一项技术正在该地进行测试的另一项技术) )一个太阳能电解槽一个太阳能电解槽 安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电槽式太阳能聚光器槽式太阳能聚光器安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电盘（碟）式太阳能热发电系统盘（碟）式太阳能热发电系统以单个旋转抛物面反射镜为基础，构成一个完整的聚光、集热、以单个旋转抛物面反射镜为基础，构成一个完整的聚光、集热、发电单元发电单元单个功率较小，单个功率较小，5-50kW5-50kW可以分散独立发电，也可由多个单元组成较大的发电系统。可以分散独立发电，也可由多个单元组成较大的发电系统。安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电太阳池中发生的过程是透射太阳池中发生的过程是透射辐射、双扩散和分层对流换辐射、双扩散和分层对流换热。循环热效率较低，约热。循环热效率较低，约1515。安徽建筑工业学院太阳能热发电太阳能热发电尽管热气流发电热力学效率很低，只要能获得有竞争力的发尽管热气流发电热力学效率很低，只要能获得有竞争力的发电成本，仍有开发价值。电成本，仍有开发价值。安徽建筑工业学院太阳能电站太阳能电站发电发电 量量年发电量年发电量 （MWh）节约标煤节约标煤 (Kg)25年发电量年发电量 （MWh）节约标煤节约标煤 (Kg)减排减排二氧化碳二氧化碳 （Kg）减排减排二氧化硫二氧化硫 （Kg）减排氮氧减排氮氧化合物化合物 （Kg)减排碳粉尘减排碳粉尘 （Kg）500KW564.92259641412356491051408039442368321184138413911MW1129.845192828245112982102816078884736642368376827832MW2259.69038575649122596420563215771694731847366153655665MW5649.1225964214122756491050140803942423682921184143841391410MW11298.245192842824551129821002816078848473658423682976827828太阳能电站发电量与节能减排太阳能电站发电量与节能减排 “金太阳金太阳”重点扶持用电侧并网光伏重点扶持用电侧并网光伏, ,对并网光伏发电项目，原则上按对并网光伏发电项目，原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的5050给予补助；其中偏远无给予补助；其中偏远无电地区的独立光伏发电地区的独立光伏发 电系统按总投资的电系统按总投资的7070给予补助；对于光伏发电给予补助；对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予关键技术产业化和基础能力建设项目，主要通过贴息和补助的方式给予支持。支持。