关注太阳发电技术

duyongshun

2005年，是爱因斯坦发现光电效应100周年。这位伟大的物理学家也许不会想到，今天在光电效应的诸多应用中，最值得关注的是太阳能光电池。
    太阳能引起全世界关注 FONT face=Courier>世界各国都在大力鼓励太阳能光电产业的发展。据报道，日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。
    太阳能之所以引起全世界的关注，一个重要原因是：由于这些年来人们对太阳能光电池所做的努力，已经使多晶硅光电池转化率达到15%，单晶硅光电池转化率是20%，砷化镓光电池是25%，在实验室中特制的砷化镓光电池甚至已高达35%-36%！
    在国际市场上，目前太阳能电池的价格大约为每瓦3.15美元，并网系统价格为每瓦6美元，发电成本为每千瓦小时0.25美元。也就是说，太阳能光电系统的发电成本，约为1996年美国煤电成本4.8至5.5美分/千瓦时的5倍。注意到太阳能光电池的发电成本在沙漠地区和日常生活地区在日照时间有较大差别，所以，实际上现有太阳能光电池的成本约是煤电成本的5至8倍。
    煤是全程污染的能源。在煤的开采、运输、利用的过程中，都或者有废渣、废水，或者有废气的排出。所以，在计算煤的发电成本时，就不仅要计算它的内部成本，还要将外部成本，亦即要将社会对污染环境所付出的代价计算在内。在欧洲的一项历时10年的研究结果表明，煤电的外部成本将高达2至15欧分/千瓦时，由此可算出煤电的“内部成本+外部成本”将是7.3至24.25美分/千瓦时，亦即比煤电的5美分/千瓦时上升50%至350%！所以，如果太阳能光发电的成本能够下降到10美分/千瓦时，就将有巨大的经济效益！
    太阳能电池将有多少降价空间
    有许多人看好太阳能光伏电池的未来。认为到了2020年，光伏电池成本将由现在的25美分/千瓦时下降到10美分/千瓦时，也有人认为到2010年即能下降到10美分/千瓦时。
    一个新的设想是：“价廉物美的定日镜+高转化率的聚光光电池+高效率的散热体系”，能否大幅度降低太阳能光发电成本？
    在现有太阳能光电池的发电模式中，多数采用方位固定的大面积的平板式光电转化模式。这一模式的广泛利用，有赖于有大规模的廉价的并有一定转化率的光电池的供应。但是，如果能有高转化率的聚光光电池供应，亦即这一光电池不仅在通常太阳光的辐照下能维持25%至35%的光转化率，而且能在聚光条件下，如将太阳光聚光300至700倍，仍能维持较高转化效率和较长工作寿命的话，（当然，这一聚光光电池必须伴有一效率较高的散热系统，否则会被太阳烧蚀，将能期望用较少量的聚光电池，获得较大的光伏电能。现在在国际市场上已出现有这种聚光电池，其价格约为普通光电池的5至10倍，其光电转化率却高达30%。如果人类能大规模生产这种聚光光电池，那么太阳能光发电的成本，将主要转移到能跟踪太阳旋转的聚光镜，又名为定日镜的制作和运转的成本上。所以，人们将能期待“价廉物美的定日镜+高转化率聚光电池+高效率的散热体系”的发电模式，能比现有大面积平板式光伏电池有更大的降价空间。
    不幸的是，现有能跟踪太阳旋转的定日镜却是价格十分昂贵的高成本的运转体系。
    但是，现在在国外发展的定日镜，毕竟还是一个规模较庞大的体系。新近由国外归来，并在中国科技大学任教的陈应天教授却发明了一种新型的定日镜，对任何方位太阳光的入射，均能有效地消除由镜面设计的缺陷而造成的像差，而且这一定日镜体系还能有效地跟踪太阳的旋转，并且其控制体系将能由通常定日镜所需二维控制降为只需进行一维控制！这就使得人类对于太阳能的利用，出现某种新的可能，亦即由于太阳能聚光镜成本的大幅度降低，从而获得比煤电发电内部成本更为低廉的电力。
    中国有多少太阳能资源
    沙漠地区将能集中地提供丰富的太阳能。我国现有沙漠约52万平方公里，有沙漠化土地17.6万平方公里，潜在沙漠化土地15.8万平方公里，三者共计为85.4万平方公里。大部分集中在内蒙古地区和新疆地区。
    如果太阳能转化为电的效率是15%，每平方米的面积将能提供约0.036千瓦的电能，其日平均将能提供约0.41千瓦小时的电能。如果沙漠地区每年有360天的日照时间，那么每平方米面积的沙漠，将能年提供约360×0.41=150千瓦小时的电能。85.4万平方公里的沙漠将能年提供85.4×150×1010=1.28×1014度电。以火力发电的年运转时为6400小时来计算，上述太阳能供电将等价于2×1010千瓦的电力装机。如以每标准核电站能提供106千瓦的电功率来计算，那么85万平方公里的沙漠地区将能提供约20000座核电站的电功率。某些人估计，到2050年，可能约需2500×106千瓦的电力。因此，仅由沙漠地区的12.5%的面积，亦即约为10万平方公里的面积，就能提供所需要的电力。内蒙古自治区的面积约110万平方公里，其中沙漠和沙漠化面积约为20～30万平方公里，所以，仅内蒙古自治区的沙漠地区的太阳能就能为中国在2050年以及今后的发展提供所需要的足够的电力。
    太阳能的利用并不限于光能转化为电能的光电效应。太阳能还能广泛地用做日常生活的供暖和供冷，而太阳能定日镜的广泛利用，还能提供各类工业和家庭生活中所需要的处于高温状态下的热能。人类的未来将是一个太阳能时代的未来。
    我们有理由提请中国的社会公众，请更多关注光电效应所带来的许多实际后果！让全世界人民携手合作共同迎接一个即将到来的新的伟大的时代――太阳能时代！


出处：慧聪网  作者：   

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duyongshun

我在儿时就梦想自己能够参与研制太阳能的车,94年当兵时 发现开发西部太阳能技术首当其冲.21世纪是新能源开发和利用的时代.

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现在太阳能发电成本每度是多少钱你知道吗?

老顽童

3月27日从市经委节能环保处传出消息，上海今年将加快太阳能光伏发电示范项目的建设，到年底全市太阳能光伏发电量有望达到40万度。
　　上海年光照时间超过2000小时,属太阳能资源较丰富的地区。太阳电与传统电之间具有很强的互补性:光照越强,太阳能发电量越大,而此时,正是用电高峰季节。对自有能源匮乏,每到夏季便季节性缺电的上海而言,积极开发太阳能发电意义重大。但由于技术与规模的原因，目前上海太阳能发电成本每度5元,相当于火电的10倍，短时间内不可能大范围推广。
　　早在2003年，上海市经委就确立了以示范建设促逐步推广的发展太阳能新能源思路。进入2006年，上海建设太阳能光伏发电示范点的步伐进一步加快，目前正在实施的南汇临港新城太阳能光伏发电项目，容量达到200—250千瓦，超过上海前两年建成的总和。到今年年底新项目建成后，上海太阳能光伏发电总容量将超过400千瓦，年发电量有望达到40万度。上海几个委办正在联合编制上海发展太阳能规划,争取2010年上海太阳能发电装机达到30万千瓦,相当于目前上海发电总装机容量的2%。

老顽童

太阳能发电可分为太阳光发电和太阳热发电两种。
一、太阳光发电
1958年，中国开始研制太阳电池，1962年制出效率为6-8％的样品，60年代后期进入小批生产。上世纪70年代就开始进入1000W级太阳电池电站的试验研究，并自行研制了560-1500W的太阳电池充电站相通讯系统用的电源。上世纪80年代，新疆、北京大兴和甘肃榆中，先后安装了分别从美国、德国和日本进口的5kW、10kW的太阳电池电站。为了减少电站对价格昂贵的太阳电池的用量，天津电源研究所于1985年研制开发出40倍聚光电子双铀跟踪350W太阳电池方阵，并投入运行。
二、太阳热发电
1976年，在上海建造的一套设计功率为1000W的太阳能低温热发电试验装置。热力系统采用朗肯循环，其第一回路最高水温约85℃，第二回路的工质为氟里昂，经过三年的研制、调试和改进，该装置的发电功率稳定在700W左右。电站总效率约为0.5％(国外同类型装置效率可达1.4％左右)。此外，上海的七一一所和能源所等单位在曾肃平凉等地区还进行了太阳能斯特林循环热气机发电的试验研究，研制了多台百瓦级试验装置，其中有的发电功率达到151W，总发电效率为1％左右(国外同类装置最高效率可达30％左右)。1981年，机械邵与美国ESSCO公司合作研制7.3m抛物镜点聚焦型太阳能热发电站，并列为机械工业六五计划重点科研项目。设备制就后拟向回际市场推销。1984年完成样机试制和总装、初调，经一年完善化，达到电站的设计要求。

老顽童

龙虎网讯】记者昨天获悉，在南京江宁，中国第一座太阳能发电站已于10月29日成功发电。
　　提到发电站，印象中不是有着高耸的烟囱，就是有着雄伟的大坝，太阳能发电站究竟长啥样?它怎么发电?它什么时候能进入居民家中?昨晚，记者来到南京江宁佛城东路探个究竟。

　　【探秘】
　　32面镜子抱着发电站
　　由于整个发电站的核心技术尚处在保密阶段，现场工作人员婉拒了记者进入发电核心区的请求。从外面看，整个发电基地有一个足球场那么大，32面巨大的镜子分为3排，呈半圆形“抱”着高高的发电塔。工作人员告诉记者，这些定日镜每面都有40平方米大。发电站旁边，工作人员还专门放置了一个小型的气象观测仪，用来实时监测光强等各类要素变化。
　　六条大狼狗担任防盗
　　工作人员告诉记者，太阳能发电站有很多昂贵的设备，所以防盗工作相当严密。塔顶、地面装有6部红外线监测器，并且24小时有专人录像，一旦有人翻墙进入，报警器就会立即响起。为提高防盗能力，发电站还从有关部门借调了6只狼狗担当警卫工作。
　　【揭秘】
　　四年后，我们用上太阳能电?
　　我们什么时候能用上真正的太阳能电呢?昨天，记者采访了发电站的核心专家——中国工程院院士、南京科协主席张耀明以及南京航空航天大学太阳能专家范炳鹤教授。张院士说，四年以后，太阳能电成本可能会降至6角钱一度。
　　阴天怎么办?蓄电池保证供应
　　江宁发电站的功率为70千瓦，范炳鹤教授告诉记者，普通一个家庭大概需要10千瓦左右的功率保证电器正常运转，也就是说，江宁的发电站可以供应7个家庭用。太阳光时强时弱，用太阳能发电，会否带来电压不稳等—系列问题?范教授笑着说，蓄电池能把电流做到收放自如。至于遭遇连续阴雨时候会否断电，电力专家笑着说，等到真正民用时，江宁的发电站以后会安装蓄电池，可以完全解决这个问题，即使没有蓄电池，也可以采用煤炭等其他发电方式进行补充，可以保证电力正常供应。
　　镜子干什么?搜集太阳光发电
　　太阳能热发电中，起关键作用的就是排在地面上的定日镜，这些定日镜都是由玻璃制作，上面镀了一层银，可以说是阳光的“搜集器”，有点类似家用的保温瓶内胆。它们将太阳热辐射反射到高塔顶部的接收器，加热工作介质产生过热蒸汽或高温高压空气，驱动蒸汽轮机或燃气轮机发电机组发电，变太阳能为电能。这种反光镜可不是越多越好，江宁的发电站设立了32面定日镜是经过专家严格计算的才最后确定的。
　　啥时候民用?四年后每度六角
　　张院士坦承，江宁的发电站还没有并入电网，供给市民使用。江宁发电站目前的发电成本也还十分昂贵，不过太阳能发电的一个显著特点就是规模越大成本越低，电价也就越便宜。
　　现在江宁的发电站可发电70千瓦，而当规模达到100兆瓦时，成本就会大幅度下降。根据专家的估算，目前太阳能发电的成本每度大约1元，预计4年后会降到每度6角，这已经大大接近现在煤炭发电的电价水平了。
　　【前景】
　　太阳能发电江苏大有可为
　　2005年1月5日，南京玻纤院春辉公司与以色列魏兹曼研究院E．D．I．G公司在宁签约，计划集双方的专利技术在江宁合力建设国内第一座塔式太阳能热发电示范电站。
　　江宁发电站成功发电后，张院士透露说，他们并不满足这一步的成功，正在酝酿一个名为阳光三峡的计划，筹划建一个商业化的兆瓦级太阳能电站，争取让太阳能发电尽快民用。他介绍说，江苏太阳能资源相当丰富，具有利用太阳能发电的良好条件。江苏全年日照数1400—2200小时，尤其是苏北地区，日照数还高于全省平均值。
　　【特写】
　　自己贴钱20万搞太阳能的院士
　　主持国内首座太阳能热发电示范工程的是中国工程院院士、南京市科协主席张耀明。令记者惊讶的是，除了国家给的170万的研发经费外，张院士自己也贴了20余万元。昨天晚上，记者来到张耀明院士的家，他夫人张玲珠女士热情地接待了记者。
　　张玲珠说，张耀明只要不睡觉，每分每秒都在想，在动脑筋。一天张玲珠正在下面条，张耀明说，意大利面是空心的，而中国的包子是夹心的，那么咱们中国人的面条也可以有夹心啊。他动员全家人一起动手擀面，当天一种新型的“夹心面条”诞生了。
　　“三年前耀明患有帕金森综合征，一旦思考过度，耀明就会失眠，接着第二天也许连走路都不方便……”张玲珠说。也就是在三年前，张耀明开始了太阳能热发电工程的研究工作。“我心里急啊，就担心他身体吃不消。”张玲珠看着旁边丈夫的相片，眼眶里荡漾着泪水。
　　八点多，张耀明院士回到家中。他大大的眼镜几乎遮住了一半脸，身材瘦弱，脸色泛黄。“您既然有病在身，为什么还要这么卖力?”记者问。“如今整个国家整个地球都面临能源危机，我希望我的工作能缓解这个危机。”当记者提到他自己掏出20万元用于太阳能热发电时，张耀明淡淡一笑，一语不发。他说他要坚持下去，一直到太阳能热发电能够普及为止。

老顽童

浙江园林网4月17日消息：进入2006年，上海建设太阳能光伏发电示范点的步伐进一步加快。一项投资1亿元的兆瓦级太阳能光伏发电项目将在上海交通大学风雨操场诞生，并将成为亚洲最大的太阳能发电站。
    4月14日，在中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会和国家发改委中国可再生能源发展项目办共同组织的2006年国内外光伏企业商务洽谈会上，上海交通大学太阳能研究所所长崔容强教授向《第一财经日报》透露，由上海市电力公司、上海市电力设计院和上海交通大学联合设计的上海交通大学风雨操场太阳能发电站项目报告将于近日提交上海市发改委。作为该项目上海交大方面的牵头人，崔容强透露：“这个项目今年能立项，明年将建成。”
    据了解，目前在深圳国际园林花卉博览园里已经建成国内第一座兆瓦级太阳能发电站。该电站建于2004年，投资6600万元，发电总装机容量达到1兆瓦，是目前中国乃至亚洲总装机容量第一的并网光伏发电系统。同时，也是世界上为数不多的兆瓦级大型太阳能光伏发电系统之一。该电站采用与市电直接并网的运行方式，投入运营以来，共发电200多万度，全部供园博园使用。
    崔容强告诉记者：“去年年底，上海市发改委和上海市电力公司商议拟定在上海交大风雨操场建设一座太阳能发电站，发电总装机容量达到1.1兆瓦，由政府和交大共同投资。”
    与深圳园博园太阳能发电站不同的是，上海交大风雨操场太阳能发电站就是操场顶棚，是一个整体。而深圳园博园太阳能发电站分布在几个屋顶以及山坡上。
    “风雨操场太阳能发电站上面是一个发电站，下面是一个体育场，同时该电站也是一个实验场，发电站将采用各种商业化太阳能电池、多晶硅、非晶硅以及薄膜太阳能电池等，并安装计算机在线监测系统，能显示出每一种电池的发电情况。”崔容强介绍说。
    “这也是为世博园作准备。如果这个项目运作成功，世博园内可能将再建一个更大的太阳能发电站。”崔容强告诉记者。
    事实上，近年来，上海正大力推进太阳能产业的发展。早在2003年，上海市经委就确立了以示范建设促逐步推广的发展太阳能新能源思路。至今全市已建成太阳能光热应用示范点5个，完成太阳能光伏发电示范点7个，总容量200多千瓦，年发电量20万度。而上海市经委节能环保处规划，到今年年底全市太阳能光伏发电量有望达到40万度。
    资料显示，上海年光照时间超过2000小时，属太阳能资源较丰富的地区。目前，上海市人均发电装机容量为745W。而上海每年每平方米水平面接收到的太阳辐射能为4700MJ/㎡，折合成每天3.58KWh/㎡。按照晶体硅太阳能电池发电的光电转换率为155计算，在标准太阳辐射度情况下每平方米可获得150W的电力，满足人均745W电力需求只需5㎡的光伏发电面积即可，甚至3㎡。因此，要改变上海能源结构，突破能源紧张的瓶颈，发展太阳能大有可为。
    崔容强告诉记者，去年年底，已经向上海市发改委提交了《上海十万个太阳能屋顶计划》的预可研报告。并且上海几个委办也正在联合编制《上海“十一五”太阳能发展规划》，争取2010年上海太阳能发电装机达到30万千瓦，相当于目前上海发电总装机容量的2%。