太阳能光伏未来发展趋势

学生毕业设计（论文）题目太阳能光伏未来发展趋势学院光伏学院专业材料加工与应用技术班级08光伏09班姓名李濛学号2085110920指导教师林逢春完成日期2010-10-15目录摘要...............................................................................................1引言...............................................................................................1一、光伏基础概念..............................................................................21.光伏概念.......................................................................................22.光伏原理.......................................................................................23.光伏发电系统................................................................................34.光伏发电的优缺点.........................................................................3二、各国对太阳能光伏产业的态度....................................................3三、太阳能利用技术..........................................................................51.太阳电池开发进展........................................................................52.太阳能热利用动态........................................................................63.太阳能技术研究............................................................................74.太阳能利用技术的运用.................................................................7四、未来世界光伏发电的畅想...........................................................81.平民化...........................................................................................82.宇宙太阳能发电............................................................................8五、结束语................................................................................................9六、致谢....................................................................................................9七、参考文献..........................................................................................10太阳能光伏未来的发展趋势摘要：中国光伏的崛起也极大地影响和改变了中国光伏产业的发展进程。3月23日，中国财政部颁发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知。中国政府为推广太阳能的应用，打开国内市场创造了有利条件。为什么世界各地政府都重视、支持新能源产业。因为金融危机虽然可怕，但还有比金融危机更可怕需要全人类智慧和决心去解决的东西。金融危机说的是吃饭问题，能源危机说的是发展问题，而环境问题说的是人类在地球上是否可以生存的问题。由于全球人口和发展中国家工业化进程加快，全球能源消耗呈现3%的速度增加，并在今后较长的时间内将有可能维持这个增长速度。而目前全球已探明的一次能源的储量预计100年内将会耗尽。因此，各个国家和地区都需要积极开发利用可再生能源。太阳能作为最重要的可再生能源之一，由于其清洁、卫生、安全、资源丰富等多方面的优势，其发展越来越得到重视。关键词：光伏发展未来趋势太阳能前言：近年来，随着光伏产业在全球各地的日益盛行，世界光伏市场取得快速发展，光伏化学品迎来了大发展时代。美国弗若斯特沙利文咨询公司日前发表的研究报告称，2005年全球光伏化学品市场规模仅为1.24亿美元，2008年就增至3.06亿美元，预计未来该市场规模将继续扩大，至2015年，该市场规模将猛增至28.08亿美元。太阳能的光电应用就是将照射到硅材料上的太阳光转化为电流并存贮起来供生产、生活使用。目前，太阳能已被广泛应用于航天、公用设施、商业设施和民用住宅等领域及无电网的区域。作为一种取之不尽的能源，太阳能被视作传统能源的新兴替代品，并成为解决未来能源危机的主要应对方案之一。一、光伏基础概述1.光伏概念光伏(PVorphotovoltaic)：太阳能光伏发电系统(photovoltaicpowersystem)是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。2.光伏原理其基本工作原理是：以太阳能电池板接收太阳光并产生电能（即发电），再将产生的电能储存在蓄电池里，到需要用电时再从蓄电池中取电。太阳能电池板（也叫光伏板或光伏组件）本身只能发电不能储存电能。它发出的是直流电，蓄电池进出的也是直流电。对用电器而言，这时可以直接给直流电器供电，也可经过逆变器将直流电变换为交流电给交流电器供电或直接进入电网。3.光伏发电系统在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直光伏发电系统流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。4.光伏发电优缺点光伏发电的优点主要体现在：①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。缺点：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。光伏发电的起源及发展二、各国对太阳能光伏产业的态度全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家（德国）和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能能源利用的研究。欧美、日本等国家还制定了长期的能源发展战略，对太阳能的发展进行了长期规划。1997年6月美国提出“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶计划，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了计划——在6年内安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在300-500MV，每个屋顶约3-5KW。日本政府的计划目标是，到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2005年，全球太阳能电池年产量达到了1650兆瓦，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量达到762兆瓦，增长率为27％；欧洲产量增加48％，达到了464兆瓦；美国增加12％，达到了156兆瓦；世界其他地区增加96％，达到了274兆瓦。预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收入有望在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年内增长3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的成本都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。三、太阳能利用技术1.太阳能电池技术开发进展太阳能电池的工作原理是，太阳光照到半导体P-N结上，形成空穴—电子对，在P-N结电场的作用下，N型半导体的空穴向P型区移动，P型区中的电子向N型移动，接通电路后就形成电流。太阳能电池的发展经历了三个阶段。以硅片为基础的“第一代”太阳能电池其技术发展已到成熟，但单晶硅纯度要求在99.999%，生产成本太高使得人们不惜牺牲电池转换率为代价开发薄膜太阳能电池。第二代太阳能电池是基于薄膜材料的太阳电池。薄膜技术所需材料较晶体硅太阳电池少得多，且易于实现大面电池的生产，可有效降低成本。薄膜电池主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池，其中以多晶硅为材料的太阳能电池最优。太阳能光电转换率的卡诺上限是95%，远高于标准太阳能电池的理论的上限33%，表明太阳呢过电池的性能还有很大发展空间。MartinGreen认为，第三代太阳能电池必须具有如下条件：薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒。目前第三代太阳能电池还处于在概念和简单的实验研究。已经提出的主要有叠层太阳电池、多带隙太阳电池和热载流子太阳电池等。其中，叠层太阳能电池是太阳能电池发展的一个重要方向。2.太阳能热利用技术动态目前在我国太阳能热利用应用最多的领域，就是工业建筑、民用建筑的生活热水系统。而生活热水的系统又分为集中式的和分户式的，以及由此衍生出的各种生活热水系统。在此类系统中，太阳能作为主要制热设备，替代了或部分替代了利用常规能源供热的设备，如燃气热水器和电热水器，提供建筑给排水系统所需的生活热水。类似的太阳能应用系统还有很多。如建筑的供热系统、制冷系统等等，应用太阳能的产生的热量，通过某些媒介加以储存利用，并结合常规的供热设备如锅炉，制冷设备如制冷机组等等，可以实现太阳能与多种常规设备相互结合。通过太阳能在诸多建筑中的应