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1、[對太陽能應(yīng)用的相關(guān)研究]太陽能論文
隨著全球經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人口數(shù)量也在不斷增加,人們對能源的
需求量也在逐漸加大。煤、石油、天然氣等礦物燃料的過度開發(fā),使得
現(xiàn)有的不可再生能源急劇下降,并且產(chǎn)生了大量C02氣體,這些氣體的
排放,對全球的氣候造成了很大的影響,形成溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)對地
球的生態(tài)平衡造成了很大影響,嚴重影響了人們的生活環(huán)境。因此,必
須實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,利用可再生環(huán)保能源,保護地球環(huán)境。我國雖
為能源大國,但是由于人口眾多,所以人均能源占有率分低。隨著社會
的發(fā)展,煤炭、石油這些不可再生能源也在日益減少,如何開發(fā)新型能
源已經(jīng)成為當前人類面臨的重要問題。
2、太陽能作為一種蘊藏豐富,永不
枯竭而又綠色環(huán)保的新型能源已經(jīng)廣泛被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和人們的生
活中。
一、太陽能發(fā)電的類型
從實際應(yīng)用來看,太陽能發(fā)電現(xiàn)有光發(fā)電和熱發(fā)電兩種,下面就太
陽能發(fā)電的兩大類型進行相關(guān)介紹。
太陽能熱發(fā)電
太陽能熱發(fā)電的聚光式系統(tǒng)的集熱部分主要由聚光器、跟蹤定位器、
吸收器構(gòu)成,但是在這里要指出的是,不同的技術(shù)常在此部分有所區(qū)別;
傳輸部分由管道和介質(zhì)構(gòu)成,介質(zhì)常是空氣或水;儲熱部分用來保證發(fā)電
的連續(xù)性,介質(zhì)多為熔鹽。聚光式系統(tǒng)可分為塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、
槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)以及碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。
1 、塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
塔式太陽能
3、熱發(fā)電系統(tǒng)也稱為集中式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它利用
定日鏡將太陽光聚焦在中心吸熱塔的吸熱器上,在那里將聚焦的輻射能
轉(zhuǎn)變成熱能,然后將熱能傳遞給熱力循環(huán)的工質(zhì),再驅(qū)動熱機做功發(fā)
電。
2 、槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是利用槽式拋物面反射鏡聚光的太陽能熱
發(fā)電系統(tǒng)的簡稱。該聚光鏡面從幾何上看是將拋物線平移而形成的槽式
拋物面,它將太陽光聚在一條線上,在這條焦線上安裝有管狀集熱器,
以吸收聚焦后的太陽輻射能,并常常將眾多的槽式拋物面串并聯(lián)成聚光
集熱器陣列。該系統(tǒng)中機熱油回路和動力蒸汽回路分離開來,經(jīng)過一系
列換熱器來交換熱量。當太陽能供應(yīng)不足時,利用一個輔助加熱器
4、將油
回路中的導(dǎo)熱油加熱,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定連續(xù)運行。
3 、碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)
碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)借助雙軸跟蹤,利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡,將
入射的太陽輻射進行點聚集,聚光點的溫度一般為500—1000°吸熱C,
器洗手這部分輻射能并將其轉(zhuǎn)換成熱能,加熱工質(zhì)以驅(qū)動熱機,從而將
熱能轉(zhuǎn)換成電能。該方式的優(yōu)點是:轉(zhuǎn)化效率最高;可模塊化;可以混
合發(fā)電。
太陽能光發(fā)電
太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電
方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏
發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能,并使之
轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方
5、式,是的那股勁太陽光發(fā)電的主流。目前世界
上應(yīng)用最廣泛的太陽電池是單晶體硅太陽電池、多晶硅太陽能電池、薄
膜太陽能電池等。
1 、單晶硅電池
單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)的加工處理工藝基
礎(chǔ)上的。它的轉(zhuǎn)換效率最高,技術(shù)也最為成熟。在實驗室里最高的轉(zhuǎn)換
效率為23%,而規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池,其效率為15%。硅電池進
展的重要原因之一是表面鈍化技術(shù)的提高。此外,倒金字塔技術(shù)、雙層
減反射膜技術(shù)以及陷光理論的完善也是高晶硅電池發(fā)展的主要原因。
2 、多晶硅電池
多晶硅電池相對于單晶硅電池來說,在成本上具有很大的優(yōu)勢。
但是在轉(zhuǎn)換率上,多晶硅電池?zé)o法突破20%,
6、由于它存在著很多缺陷,
比如晶粒界面和晶格錯位等。
3 、薄膜太陽能電池
薄膜太陽能電池發(fā)電是另一種光伏發(fā)電方式。由于受到原材料、
加工工藝和制造過程的制約,若要再大幅度地降低單晶硅太陽電池成本
是非常困難的。作為單晶硅電池的替代產(chǎn)品,現(xiàn)在發(fā)展了薄膜太陽電
池。目前薄膜電池主要有硅基薄膜太陽電池、化合物半導(dǎo)體薄膜電池、
燃料敏化TiO2太陽電池等。
2、 太陽能發(fā)電的優(yōu)勢
太陽能發(fā)電對我國來說具有很大的優(yōu)勢。由于我國的大部分地區(qū)
的日照時間都較長,特別是西北地區(qū)一般都超過3000小時,據(jù)資料顯
示,我國每年接受的太陽輻射總量,相當于24000億噸煤產(chǎn)生的熱
量。與其他國
7、家相比,我國豐富的太陽能資源可以節(jié)省太陽能電池的用
量,有利于太陽能的普及和推廣。
另外,隨著世界科技的飛速發(fā)展,光電材料成本成倍下降,光電
轉(zhuǎn)換率不斷提高,使得太陽能的發(fā)電成本不斷降低,而且,對于太陽能
發(fā)電的研究仍在繼續(xù)進行,太陽能發(fā)電的成本必然接近且有可能低于煤
電發(fā)電。
3、 目前太陽能發(fā)電所面臨的問題
就我國目前的情況來說,我國太陽能應(yīng)用的研究起步比較晚,太
陽能方面的研究同其他發(fā)達國家相比還存在很多不足,太陽能電池的光
電轉(zhuǎn)換效率比較低,比如小尺寸多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率
為%,而大尺寸多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為12%,為了降低太陽
能發(fā)電的成本必須提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
我國雖然是太陽能電池的生產(chǎn)大國,但是很多太陽能電池的原材
料都需要進口,這無疑中就加大了太陽能發(fā)電的成本,這都不利于我國
太陽能的大力推廣。
四、結(jié)語
我們相信,太陽能作為一種綠色、潔凈的新型能源,它的開發(fā)和
應(yīng)用前景必然是分廣泛的,在不久的將來它必然會代替其他能源逐漸應(yīng)
用到我們的生活和生產(chǎn)等各種活動中,給我們帶來綠色、環(huán)保的新生
活。