太陽能發電本科畢業論文(完整版)

　　

【正文】 P 型材料中，并河南城建學院本科畢業設計（論文） 16 且將在原子作用力允許范圍內，與 P 型材料中的電子缺乏實現平衡。目前我國的光伏電池年產量占世界光伏電池年產量的 50%，但是用 十光伏電池生產的相關設備主要是依賴國外產品。隨著光伏發電技術的不斷發展，硅材料已經出現較大的 缺口。到 20xx 年底，我國已經建成十幾個光伏電池的專業生產廠，晶體硅光伏電池用硅片的年生產能力約為 54MW 晶體硅光伏電池的年生產能力約為 57MW，非晶硅電池組件的年生產能力約為 1 OMW，光伏電池組件的年生產能力在 180MW 以上。 我國 1958 年開始研制光伏電池，并在 1959 年研究出了第一塊有實用價值的光伏電池。 意大利、法國、瑞士、荷蘭和西班牙都有促進光伏發電技術發展的相關計劃，河南城建學院本科畢業設計（論文） 14 并投入大量的資金發展光伏發電技術， 以促進其工業化。 1996 年，在美國能源部的大力支持下，美國政府開始了一項“光伏建筑物計劃”，總投資約 20 億美兀。 可見，光伏與建筑結合是未來光伏應用中最重要的領域之一，光伏電池己經能配合建筑物的外觀或空間機能而結合成為一體，隨著科學的不斷進步，光伏組件的成本會很快下降，與光伏系統一體化的建筑會如雨后春筍般出現在我們身邊。 光伏系統的應用 光伏技術已經走進了人們的生活的各個方面，它的應用領域十分廣泛， 并且發揮著越來越大的作用。在冬天日照量少，這部分貯存的電能逐步放出。 在不同類型的光伏發電系統中，充電控制器不盡相同，其功能多少及復雜程度差別很大，這需根據系統的要求及重要程度來確定。這些光伏板因為組成的不同因而具有不同的外觀和發電效率，它們的特點為 : (1)單晶硅光伏電池 :表面規則穩定，通常為黑色。 1957 年 硅太陽電池效率達 8%0 1958 年太陽電池首次在空間應用，裝備美國先鋒 1 號衛星電源。其原因可能是人們對信息的追求特別強烈，而常規能源還能滿足人類對能源的需求。 以色列強調太陽能熱水器的強制安裝，即不需要政府提供財政補貼，而是通過政策在用戶端實施強制安裝，有效促進太陽能熱水器市場的持續穩定發展，促進技術水平的提高。 英國通過支持性計劃，強制可再生能源使用比例在電力生產中不斷提升。其平板式集熱器比真空管式集熱器的市場份額高出 20% 。同年，致力于推動太陽能的普及，日本頒布了《綠色電力證書制度》，補貼引進太陽能發電的普通住戶。 20xx 年實施的《電力設施利用新能源特別措施法》規定了新能源電力的利用目標，對太陽能產業的發展具有重要意義。 德國強調良好的法律環境，根據太陽能產業發展的趨勢，審時度勢地對法律條款進行修訂，使得太陽能產業在進一步完善的相關法律支持下較快發展。 ①法律法規 河南城建學院本科畢業設計（論文） 7 1990 年德國制定了《電力輸送法》，規定“中型到大型電力用戶按居民電價的 90%支付風能、太陽能、水力以及生物質能生產的電力。美國出臺的《 20xx 年能源政策法》規定 :凡是安裝太 陽能設施的家庭均可獲得稅收上的優惠政策。美國 1997 年又宣布了“克林頓總統百萬太陽能屋頂光伏計劃”即 :到 20xx 年在 100 萬個建筑物屋頂或其它可以安裝太陽能系統的部位，安裝包括太陽能熱水系統、太陽能空氣集熱系統和太陽能光伏發電系統。 美國實踐 美國作為全世界最大的能源消費國，歷屆政府都將開發新能源確定為能源政河南城建學院本科畢業設計（論文） 6 策重點。對此，世界各國政府都把太陽能發展政策作為其政府公共政策的一個重要組成部分。相當于 140～ 170kg 標準煤燃燒所發出的熱量。 二類地區 全年日照時數為 3000～ 3200 小時，輻射量在 586～ 670kJ/cm178。～ 35186。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內蒙河南城建學院本科畢業設計（論文） 4 古南部、山西 、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區的太陽輻射總量很大。 （ 3）間歇性。 （ 4）巨大。在石油、天然氣和核礦藏日趨枯竭的今天，充分利用太陽能顯然具有持續供能和環境保護的雙重意義。這一問題己提到全球的議事日程，其影響甚至 己超過了對環境的污染，有關國際組織已召開多次會議，限制各國 COZ 等溫室氣體的排放量。在化石能源供應日趨緊張的背景下 ，大規模的開發和利用可再生能源已成為未來各國能源戰略中的重要組成部分。 the solar energy, as a novel green and renewable energy, which is abundant, economic and nonpollution, attracts lots of attentions。 and the application of the solar thermoelectric and photovoltaic energy technology has been the focus which people attend to. The survey, development and application foreground of solar thermoelectric and photovoltaic energy technology are given and the study of solar hybrid generator system are presented。 (1)能源短缺 由于常規能源的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國家能源供應不足，不能滿足其經濟發展的需要。 太陽能具有資源豐富、取之不盡、用之不竭、處處均可開發利用、無需開采和運輸、不會污染環境和破壞 生態平衡等特點。 （ 1）普遍。一年內到達地面的太陽能總量，要比地球上現在每年消耗的各種能源的總量大幾萬倍。到達地面的太陽能 隨晝夜的交替而變化。尤其是青藏高原地區最大，那里平均海拔高度在 4000m 以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長。“這一帶，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心 。相當于 200～225kg 標準煤燃燒所發出的熱量。主要是長江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區，春夏多陰雨，秋冬季太陽能資源還可以。從全世界能源消費的角度來看 :“自 1970 年到 20xx 年，一次能源消費從 4900 增加到 8752 百萬噸油當量 (mtoe)， 30 年增長了 79%。因此，美國太陽能產業發展政策激勵力度大，并且能較好地協調各方利益關系。美國通過“百萬太陽能屋頂光伏計劃”方案的實施，在 20xx 年，系統安裝成本降至 2 美元 //W，而當年減產 CO178。 20xx 年，奧巴馬推行新能源政策，在能源發展戰略中，又以太陽能及風力發電為重點。又于 1999 年，推行了‘ 10 萬太陽能屋頂計劃’，通過優惠政策，從而有效地激發居民在自家庭院或屋頂安裝太陽能發電設各的自覺性，使得太陽能光伏安裝量激增。同時，注重太陽能產業發展規劃，以及配套政策的出臺。同年，日本出臺《可再生能源標準法》，規定了能源公司必須提供的可再生能源所占 比例。同年，日本制定太陽能剩余電力回收政策，該政策是一個全民參與的能源利用推廣政策。 ①法律法規 20xx 年，英國政府頒布《可再生能源義務令》，強制提高可再生能源在電力生產中的比例。通過英國政府頒發的特別綠色證書，證明發電企業的可再生電力發電是經過許可的。 第 2 章 太陽能光伏發電 將吸收的太陽能輻射熱 能轉換成電能的發電技術稱為太陽能熱發電技術。1973 年的石油危機和 90 年代的環境污染問題大大促進了太陽光伏發電的發展。 1990 年德國提出“ 1000 個光伏屋頂計劃”，每個家庭的屋頂裝 3 個 5kWp 光伏電池。電池形狀為 lOcm～ 15cm 的方 形或圓形單元。充電控制器主要由 電子元件、儀表、繼電器、開關等組成。白天太陽能電池方陣給蓄電池充電， (同時方陣還要給負載用電 )，晚上負載用電全部由蓄電池供給。光伏發電的各種應用包括 : (1)太空領域 : 光伏技術最早的應用領域就是在太空，它是作為人造衛星的電源。 國內外 光伏發電技術的發展 在社會發展的歷史長河中，人類有利用太陽能進行生產和生活已經具有很長一段歷史，但是將太陽能作為一種新興的能源和動力并加以利用僅有二百多年歷史。1997 年，美國又率先發起“太陽能屋頂計劃”。從世界范圍內來講，光伏發電已經完成初期開發和規模應用的發展，其應用范圍幾乎遍及所有用電領域。 1971 年，光伏電池首次應用在衛星上作為科學實驗衛星的電源，開始了光伏電池應用的研究。到 20xx 年底，中國光伏發電的累計裝機容量約為 S SMW，其中農村家用光伏發電系統約為 28MW，占 總裝機容量的 51%:通信及其他工業交通應用 20MW，占總裝機容量的 36%:太陽能應用產品 SMW，占總裝機容量的 9%,:并網發電 2MW，占總裝機容量的 4% ，我們應該石‘到國內的光伏發電技術與國外還存在一定的差距。為了解決光伏電池原材料問題，應該擴大硅原材料的生產規模，提高生產能力。 （ 5）我國的光伏發電系統控制器和逆變器等關鍵技術落后，產品的性能不高，可靠性低，與國外先進產品還有較大的差距，尤其是并網逆變器和智能控制器的性能與國外先進產品的性能差距更大。與此相反，空穴擴散到 n 型材料中與自由電子復合。如硅太陽能電池、砷化稼太陽能電池等。 按材料分類 以硅材料為基體的太陽能電池，包括單晶、多晶和非晶硅太陽能電池 。為了節省材料，70 年代中期人們就開始在廉價襯底上沉積多晶硅薄膜，但由于生長的硅膜晶粒太小，未能制成有價值的太陽能電池。此外，其光電效率會隨著光照時間的延續而衰減，即所謂的光致衰退 SW 效應，使電池性能不穩定。 非晶硅太陽能電池由于具有較高的轉換效率和較低的成本及重量輕等特點，有著極大的潛力。 GaAs 屬 IIIV 族化合物半導體材料，其能隙為 ，正好為高吸收率太陽光的值，因此，是很理想的電池材料。唯一的問題是材料的來源，由于鋼和硒都是比較稀有的兀素，因此，這類電池的發展也必然受到限制。就光伏應用的要求而言，它們比晶體硅材料更為適合。量子阱半導體太陽能電池的轉換效率的理論值可高達 %。為突出短路電流的加強、抑制開路電壓的削弱以獲得加強的太陽能電池轉換效率，必須優化設計量子阱結構 。因此，通過引入具有反射電子作用的 P 型布拉格反射結構 (DBR)可以優化填充因子，提高轉換效率。尤其是美國的市場導向、德國的法律環境、日本的技術導向、英國的支持性計劃和以色列太陽能熱水器的強制安裝政策，都有效地促進了該國太陽能產業的發展進程。通過合理有效政策措施的引導，相信中國太陽能熱水器產業會在政策正確的戰略引導下，通過聚合效應，培養 競爭優勢，做大并做強，在國際上樹立強勢地位。由此，導致日本電力供應在全國大范圍內異常緊張，也引發了核能、可再生能源和傳統能源之間比例平衡的思考。通常要通過運用經濟、政治、法律等手段，對太陽能產業的相關技術研發，以及市場開拓制定出相應的強制性或指令性政策。對中國太陽能產業發展政策的策略建議體現在如下幾個方面 : 完善太陽能產業發展法律法規體系 “法律的職責最主要的是對規律的本性作出常規的解 釋。在初 期階段應講求高效、合理，而不應急于求成，不能搞大而全。 完善技術支持政策體系 通過激勵政策和運行機制促進太陽能產業技術市場的形成，對中國太陽能產業的加快開發具有重要意義。“以這樣的速度和范圍不斷發展，取決于將計劃在區與區之間、省與省之間貫徹落實的市場改革的成功”。因為，“全球化無論從思路還是過程來看，都是復雜的。”因此，展開國際交流與合作，河南城建學院本科畢業設計（論文） 25 吸收和消化國外先進技術，并將之實行國產化，已勢在必行。政府對公眾要體現其領導能力，尤其是變革現行傳統政策的變革 力。重點在企業建立研發中心，并與各高等院校聯合開發新項目，突破技術難題。中期階段為太陽能的大力普及和推廣階段，致力于太陽能相關技術的研發與探索。 首先，應制定能源基本法，能源基本法可以統疇規劃國家能源安全、能源效率與能源技術開發。從國外太陽能產業發展政策可以看出 :太陽能產業的發展不能離開政策支持。而且，日本大地震后隨著形勢的發展，一種移動式太陽能發電裝置備受寵愛，日本許多地方政府將該裝置用于受災安置點使用。通過政府“看得見的手”的運作，對市場“看不見的手”加以積極引導，有步驟地解決制約光伏產業發展的瓶頸問題。 河南城建學院本科畢業設計（論文）