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料在內的生物質能佔,風能為,地熱。

儘管以可再生能源為主的新能源在全球能源生產中所佔的比例較小,但其發展應用的潛力巨大,其中太陽能、風能、地熱能和生物質能(包括木材、廢物和乙醇燃料)的消費從2005年的37010億Btu(英熱單位,1Btu=焦耳)增加到2006年的39540億Btu,尤其是風能在整個可再生能源(包括水電在內)消費中佔比,增加了一個百分點,達到。

美國市場調查公司Clean Edge自2000年以來一直跟蹤世界清潔能源的研發程序,其釋出的年度報告顯示,太陽能光伏、風能、生物燃油以及燃料電池等產品的收益在2007年較前一年增長40%,從2006年的550億美元增加到2007年的773億美元(圖1)。

圖1 2007年部分新能源市場規模及對2017年的預測(單位:10億美元)資料來源:Clean Energy Trends 2008

第一節 太陽能光伏發電

第一節 太陽能光伏發電

1。 光伏發電原理

太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。 太陽能電池發電的主要原理是半導體的光電效應。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發電原理基本相同,現以晶體矽為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽,形成P-N結。 當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

目前的主要的太陽能電池是矽太陽能電池。用的矽是“提純矽”,其純度為“11個9”,比半導體或者說晶片矽片“只少兩個9”;又因為提純矽結晶后里頭的成分不同,分為多晶矽和單晶矽;目前,單晶矽太陽能電池的光電轉換率為15%左右,最高達到了24%,使用壽命一般可達15年,最高達25年,比轉換率僅12% 左右的多晶矽太陽能電池的綜合效能價格比高。

製作時,多晶矽經過鑄錠、破錠、切片等程式後,製作成待加工的矽片。在矽片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形成P…N結。然後採用絲網印刷,將精配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗一層防反射塗層,電池片就至此製成。電池片排列組合成電池元件,就組成了大的電路板。一般在元件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池元件和其他輔助裝置,就可以組成發電系統。為了將直流電轉化交流電,需要安裝電流轉換器。發電後可用蓄電池儲存,也可輸入公共電網。發電系統成本中,電池元件約佔50%,電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用佔另外50%。

1954年,美國貝爾實驗室誕生第一個太陽能電池。上世紀60年代開始,美國用太陽能電池作為人造衛星 能源。70年代能源危機爆發,太陽能電池開始被應用到民用領域。

2。世界太陽能發電情況

在德國、西班牙、美國等的帶動下,2007年全球太陽能光伏(PV)市場裝機新增容量約為3430MW(兆瓦),其中裝機容量在200KW以上的大規模的光伏發電廠在過去三年的增長率接近100%。目前,全球太陽能光伏總裝機容量達到10GW。從各國太陽能光電市場來看,德國光伏市場在2007年的規模為1328MW,全球市佔率為47%;西班牙光伏市場規模則由480MV增長為640MW,而美國的光伏市場規模則增長了57%達到220MW。

在太陽能電池方面,據Solarbuzz的資料,2007年全球太陽能電池的產量約為3436MW,增長率達;其中,薄膜太陽能電池的產能由2006年的181MW增長了一倍,在2007達到400MW。從各國廠商表現來看,日本太陽能電池製造商的產量繼續下降,市場佔有率從2005的46%下降為26%,而中國太陽能電池製造商的全球市佔率,則由2006年的20%增長到2007年35%。

3、我國太陽能發電發展狀況

我國具有豐富的太陽能資源,太陽能較豐富的區域佔國土面積的2/3以上,年輻射量超過60億焦耳/平方米,每

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