太阳能的缺点
能流密度较低，日照较好的，地面上1平 方米的面积所接受的能量只有1千瓦左右。 往往需要相当大的采光集热面才能满足使 用要求，从而使装置地面积大，用料多， 成本增加。
大气影响较大，给使用带来不少困难。
光电转化效率低致使发电成本较传统方式 偏高
太阳能开发利用技术及其产业 化的现状与发展趋势
可燃冰在自然界分布非常广泛,海底以下 0～1500m深的大陆架或北极等地的永久 冻土带都有可能存在.
资料显示,海底的天然气水合物可满足人 类1000年的能源需要.
风能
风能实质上是太阳能的转化形式, 因此可以认为是取之不尽的.
风力发电将成为21世纪大规模开 发的一种可再生清洁能源.
太阳能
太阳是炙热的气体,是地球直径的110倍. 太阳表面温度约6000℃.
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它们的发电原理基本相同，现已晶体 硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅 经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。
太阳硅电池结构原理图
直流系统
交流系统
交直流混合系统
可逆流系统
不可逆流系统
典型住宅联网光伏系统
太阳电池方阵
方阵的作用是将太阳辐射能直 接转换成电能，供给负载使用。
一般由若干太阳电池组件按一 定方式连接，再配上适当的支 架及接线盒组成。
太阳电池方阵
太阳电池方阵图
单体
组件
方阵
蓄电池组
蓄电池组是太阳电池方阵的贮能装置，其 作用是将方阵在有日照时发出的多余电能 贮存起来，在晚间或阴雨天供负载使用。
子，在心里
交通标志
照明灯
庭院灯
草坪灯
电谷大厦
太阳能光伏建筑
太阳能汽车
光伏电车
通讯
化石能源带来的问题
能源短缺
由于常规能源的有限性和分布的不 均匀性，造成了世界上大部分国家 能源供应不足，不能满足其经济发 展的需要。
从长远来看，全球已探明的石油储 量只能用到2020年，天然气也只能 延续到2040年左右，即使储量丰富 的煤炭资源也只能维持二三百年。
若光伏电站并网供电，控制器则需要有自动 监测、控制、调节、转换等多种功能。如果 负载用的是交流电，则在负载和蓄电池间还 应配备逆变器，逆变器的作用就是将方阵和 蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流 电，供给负载使用。Fra bibliotek阻塞二极管
也称作为防反充二极管或隔离二极管，其作用是 利用二极管的单向导电性阻止无日照时蓄电池通 过太阳电池方阵放电。它串联在组件方阵电路中.
要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率 要高，同时还要考虑价格和使用是否方便 等因素。
常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池， 要求较高的场合也有价格比较昂贵的镍镉 蓄电池。
控制器
控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、 开关等组成。
在简单的太阳电池，蓄电池系统中，控制器 的作用是保护蓄电池，避免过充，过放。
利用的清洁性
太阳能是一种洁净的能源，在 开发和利用时，不会产生废渣、 废水、废气，也没有噪音，更 不会影响生态平衡。
利用的经济性
一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且 在接收太阳能时不征收任何“税”，可 以随地取用；
二是在目前的技术发展水平下，有些太 阳能利用已具经济性，如太阳能热水器 一次投入较高，但其使用过程不耗能， 而电热水器和燃气热水器在使用时仍需 耗费，有关研究结果表明，太阳能热水 器已具很强的竞争力。
太阳能光电技术及其产业
50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开 了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70 年代进入地面应用以来，太阳能光电技术发展 迅猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告 中指出，利用太阳能获取电力已成为全球发展 最 快的能量补给方式。报告说，1990年以来， 全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平 均 16%的幅度递增，目前总发电能力已达 800MW，相当于20万个美国家庭的年耗电量 太阳能。
海水中的氘的热核聚变能将可供人 类使用几百亿年,而最终解决人类的 用能问题.
核能发电是人类最现实和有希望的 能源方式.
地热能
地壳层(约厚60km)的温度为500℃, 地核中心温度可达约5000℃,可见地 球是一个巨大的热库.
地热能的特点是品位低,分散,要大规 模应用较困难.
海洋能
地球表面海洋面积约占71%. 海洋能包括潮汐能,海流能,波浪
太阳能的特点
储量的“无限性”
它是人类可以利用的最丰富的 能源，据估计，在过去漫长的 11亿年中，太阳消耗了它本身 能量的2%，可以说是取之不 尽，用之不竭。
存在的普遍性
地球上，无论何处都有太阳能， 可以就地开发利用，不存在运 输问题，尤其对交通不发达的 农村、海岛和边远地区更具有 利用的价值。
人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一 直很缓慢，现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世 界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发 展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个 世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异 军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为 止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归 结为太阳能热利用和光电利用两个方面。
21世纪的最主要能源
根据联合国能源署报告,按可开采 储量预计,煤炭资源可供人类用 200年,天然气资源可用50年,石油 资源可用30年.
科学家预计,21世纪的最主要能源 将是核能,太阳能,风能,地热能,海 洋能,氢能和可燃冰.
核能
核能源主要依靠核聚变获得.核聚变 反应是较轻原子核(如氘)聚合成较 重原子核的反应.
没有地域和资源的限制,有阳光的 地方到处可以利用,使用方便且安 全.
能源没有限制,属于可再生能源.
太阳能光伏发电应用
交通信号灯
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太阳内部氢聚合成氦的核聚变反应,向宇 宙空间辐射出巨大能量.太阳是一个真正 的取之不尽,用之不竭的大能源.
太阳能的利用有两种:利用光热效应,产生 热水供热和产生蒸汽发电;利用光伏效应, 用硅电池可以直接由光能转换为电能.
太阳能的优点
没有使用矿物燃料或核燃料时产 生的有害废渣和气体,不污染环境.
对阻塞二极管的要求是工作电流必须大于方阵的 最大输出电流，反向耐压要高于蓄电池组的电压。
在方阵工作时，阻塞二极管两端有一定的电压降， 对硅二极管通常为0.6~0.8V；肖特基或锗管0.3V 左右。
太阳能电池发电原理
太阳电池是一种对光有响应并能将光 能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种，如： 单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓， 硒铟铜等。
环境污染
当前，由于燃烧煤、石油等化石 燃料，每年有数十万吨硫等有害 物质抛向天空，使大气环境遭到 严重污染，直接影响居民的身体 健康和生活质量；局部地区形成 酸雨，严重污染水土。
温室效应
化石能源的利用不仅造成环境污染， 同时由于排放大量的温室气体而产 生温室效应，引起全 球气候变化。 这一问题已提到全球的议事日程， 其影响甚至已超过了对环境的污染， 有关国际组织已召开多次会议，限 制各国CO2等温室气体的排放量。
提高转换效率、降低成本是光 电技术发展的关键
单晶硅太阳电池的平均效率为15%； 多晶硅太阳电池效率达14%。
晶体硅太阳电池组件的制造成本已降 至3～3.5美元/Wp，售价也相应降到 4~5美元/Wp；非晶硅太阳能电池单 结售价3~4美元，多结售价为4～5 美 元/Wp。
离网光电系统组成
并网光电系统组成
能和温差能. 海洋能是太阳能,太阳和月亮引力
能产生的.储量低,分散,供人类应 用有限.
氢能
氢是宇宙中普遍存在的元素,约占 宇宙质量的75%,主要以化合物的 形态储存在水中.
高效率制氢的基本途径是利用太 阳能,太阳能制得的氢能将成为人 类用之不竭的一种优质,干净燃料.
可燃冰
是一种天然气水合物,是水和天然气在中 高压和低温条件下混合时产生的晶体状 物质.