太阳能空调制冷技术的研究
专科毕业设计（论文）
论文题目：太阳能空调制冷技术的研究
二级学院：轮机工程学院
专业：供热通风与空调工程技术
班级：供热空调121301 姓名：翁亚伟学号： 121810130129
指导教师：吕龙职称：助教
2015年6月南京
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
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作者签名：指导教师签名：
日期：年月日
摘要
太阳能空调制冷技术一般有两种，第一种是利用光伏技术产生电力，再用电力推动传统压缩式制冷机制冷；第二种是进行光-热转换，用热作为能源制冷。第一种方法比较常规，但以目前市场上电池的价格计算，利用光伏技术的造价为光-热转换的3-4倍，因此国内外的太阳能空调系统通常以第二种为主。本文总结了太阳能的利用和几种不同太阳能空调制冷技术，并且分析了太阳能空调制冷技术的发展前景，认为在提高太阳能产业规模和加大对太阳能空调制冷技术的研发投入后，太阳能空调制冷技术将会拥有更广阔的发展空间！
关键词太阳能制冷技术发展前景研发投入
Abstract
Solar air conditioning and refrigeration technology in general, there are two methods, the first is the use of photovoltaic technology to generate electricity, and then the power to promote the traditional compression chiller refrigeration; the second is light - heat conversion, and heat as an energy source for cooling. The first method is more conventional, but the current market price of the battery calculated using the cost of photovoltaic technology for the light - heat conversion of 3-4 times, so solar air-conditioning system is usually the second main overseas. This article summarizes the use of solar energy and several different solar air conditioning and refrigeration technology, and analyzes the development prospects of solar air conditioning and refrigeration technologies that increase in the size of the solar industry and solar air conditioning and refrigeration technology to increase R & D investment, solar air conditioning and refrigeration technology It will have a broader space for development!
Keywords Solar Refrigeration technology Prospects R & D investment
目录
1 引言 (1)
2 太阳能 (2)
2.1太阳能的含义和优势 (3)
2.2太阳能的主要利用方式 (3)
2.3太阳能在空调制冷领域的应用 (3)
3 几种新型太阳能制冷技术 (5)
3.1 太阳能吸收式制冷技术 (5)
3.2 太阳能吸附式制冷技术 (6)
3.3 太阳能喷射式制冷技术 (8)
4 太阳能空调制冷技术优势与应用前景 (10)
4.1太阳能空调制冷技术优势分析 (10)
4.2太阳能空调制冷技术应用前景分析 (10)
5 阳能空调制冷技术发展趋势 (12)
5.1产业化 (12)
5.2 研发新的技术 (11)
5.3 建筑物的热-电-冷联供系统 (11)
结论 (12)
致谢 (13)
参考文献 (14)
1 引言
太阳能是独一无二的清洁能源，它取之不尽用之不竭，是地球万物的能量来源。大力发展太阳能驱动制冷装置，可减轻对传统能源的依赖。另一方面，采用新能源也能减轻传统人工合成冷媒对地球温室效应的加剧和对大气臭氧层的破坏，节能环保一举两得！
目前市场上空调制冷装置的动力来源基本以传统能源为主，而且所采用的工质往往是高代价的氟利昂等。随着空调制冷设备的普及，这些设备的节能与环保问题也更是受到社会的关注与重视。所以在制冷空调领域，加大对新能源的研究投入，加强新能源在制冷空调设备的应用意义重大。在新能源领域中，太阳能的普遍性与可利用性更是受到全球研究者的青睐。因此大力发展太阳能空调制冷设备刻不容缓。
太阳能空调制冷技术起步于上个世纪七十年代后期，起步阶段多数是小型的吸收式制冷试验样机。后来沙特阿拉伯建设了平板集热器的太阳能空调，采用溴化锂制冷机进行制冷，并公开了其性能。上个世纪九十年代，中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式制冷机，热源温度只需60℃以上，特别适合于太阳能的利用。目前国内不少空调厂家也开始生产太阳能空调了，比如说珠海格力生产小型太阳能空调，天加空调以及福州能源研究所等生产的大型太阳能空调都具有比较成熟的经验。
2 太阳能
2.1太阳能的含义和优势
2.1.1太阳能的含义
我们人类需要的能源大部分都直接或间接地来自太阳。太阳能也被称为“太阳辐射”，主要是指太阳以能量的形式向太空发射的电磁辐射。太阳会在高温核聚变反应时释放出大量的辐射，其中只有二十亿分之一的能量到达地球，但却给地球提供了大量的光和热。此外我们熟悉的风能，水能也都由太阳能转换得到。
2.1.2太阳能的优势
太阳能是一种天然洁净的能源。太阳能是清洁能源，在开发利用中过程，不会对生态环境产生危害，不可能输出污水，残渣废气等污染物。而且太阳能无害无毒，开发利用太阳能不会对人对物造成伤害，在倡导低碳生活的今天，这几点是极其宝贵的。
太阳能能是现今世界上可以开发的最大能源。在已经探明的情况下，全球可以开采的煤炭资源总量是16000亿吨，这些煤炭预计还可以开采200年。截止2013年,煤炭在中国的能源结构中占主导地位，占比接近70%。此外全球可采开采的化石能源总量也就只相当于34000亿吨原煤！但是太阳能资源十分巨大，每年由于太阳辐射地球表面而创造的能量就相当于1300000亿吨原煤！
太阳能是相当普遍的，利用方便。无论在平地、高原、海洋，无论亚洲、非洲、欧洲，乃至南北两极，太阳能无处不在！太阳能可以直接开发利用，不要担心运输和开采费用。在偏远农村、孤岛和山地高原中，能源利用最大问题就是运输问题,如石油，天然气煤炭都需要大型工程运输。相比较而言，太阳能显然具有明显优势
太阳能还具有最重要的长久性。太阳能几乎是用之不竭的，我们所生活的地球的生命大概还有几十亿年，而根据太阳产生的核能速率推测，太阳能还能存在上百亿年。从这个意义上讲，可以说太阳能是肯定用不完的。所以，大力发展太阳能是实现可持续发展的必然选择。
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2.2太阳能的主要利用方式
太阳能的主要利用方式一般分为：光热利用，光电利用还有光生物利用。
光热利用：它是把太阳辐射热能收集起来，物质再相互作用转化为热能。现在市场上有以下几种太阳能收集器：平板型集热器，聚焦集热器和真空管集热器。目前我们所熟知的太阳能热水器、太阳房、太阳能空调、太阳能海水淡化等都是利用这个原理。
光电利用：目前太阳能研究的最主要方向就是太阳能发电。太阳能发电一般有两种方法，第一种是光-热-电转换。一般是先把光能转化为热能，再把热能转化为电能。这个方案成本较高，效率较低；还有一种是光-电转换。基本原理是利用光伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能。目前使用的光电太阳能产品有光伏路灯、光伏电站、航天器供能设备等。
光生物利用：即光合作用，利用植物的光合作用而实现将太阳能转换成为生物能的过程。目前主要应用于大棚蔬菜、油料作物和巨型海藻。
2.3太阳能在空调制冷领域的应用
如图1所示，这是太阳能在暖通制冷中的技术应用路线。分析图1可知，太阳能在暖通制冷领域中应用的技术环节主要为2个方面：其一，直接利用太阳能，通过设备吸收的太阳能直接转化为热能，并将此热能用于暖通制冷，这个环节并不需要中间转化为其他形式能量；其二，先将太阳能置换为电能，随后依靠生成的电去驱动其他装置进行制冷或供热，该部分多应用于太阳能的储备。利用太阳能制冷或者制热过程中，可以根据不同的需要调节温度区域，以适应用户的需求。太阳能收集和转换多是通过集热装置实现，现阶段市场使用较多的集热装置其种类有3种，其分别为聚焦式、真空管以及平板式；3种类型集热器按照集热功能而言是逐渐降低的，所能集热的温度也是依次减小的。通过太阳能集热器收集转化的热能，经过相应的调节转化之后能够用于供暖，也能经过多种制冷效用之后用于制冷。这种就是太阳能热驱动空调的优势所在，其不仅能够有效地利用太阳能进行制冷与供暖，还能够与现阶段使用较多的采暖和太阳能热水系统相互补充。二者有效结合可以在利用太阳能过程中降低对季节性太阳能不足带来的影响，均衡匹配太阳能资源，实现对太阳能的充分利用。在建筑结构中安装太阳能
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集热器，整个建筑就能够按照用户需求来调节温度，并能够享受全年的热水供应，其功能和作用是十分有利的。通过规模化使用太阳能，也能够降低日常冷暖成本。
图1太阳能在空调制冷领域的应用示意图
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3 几种新型太阳能制冷技术
3.1 太阳能吸收式制冷技术
3.1.1太阳能吸收式制冷技术概述
它的工作原理为运用制冷剂蒸发吸热，再通过吸收剂吸收所产生的冷量，并将制冷蒸汽传输到工作地点。其实质为溶液浓度变化的吸热过程，但这一过程中必须控制好反应室压力。其系统工作路线布置如图2，蒸发装置中的蒸汽压力较低，进入吸收装置之后会与其中的吸收剂反应，混合成浓度较高的液体混合物；而整个过程中产生的热量则由冷却水进行吸收。其后，再由泵将浓溶液抽送到发生器之中，到达发生器的溶液受热变为高压蒸汽，进入到冷凝器之中形成稀溶液，再减压流回吸收器；同时集热板需要将收集的太阳能传送到发生器中。从能量角度分析，整个装置主要是通过吸收器和发生器将热能转化为需要的冷量。
因其工作原理主要运用液体浓度的变化，系统的特点与制冷液特性有很大的关系。这种制冷技术的关键在于选取适当的制冷液，常用的制冷剂材料有4种，即水、乙醇、氟里昂以及氨。
图2太阳能吸收式制冷系统示意图
3.1.2 太阳能吸收式制冷技术研究分析
较其他种类制冷技术而言，吸收式制冷技术是最古老的，其最早形成于上个世纪三十年代，但由于此项技术应用成本过高、工作效率低下，因此在实际应用中受到限制。以后很长一段时间内，吸收式制冷技术作用都被忽视，虽然期间学者对于此项技术有所研究，但研究成果并不显著。直到1992年，由于当时的能源危机，一些发达国家开始将关注重点放在此项技术之上，
并随着先进科技的运
用与原有技术的改善，吸收式制冷技术得到了长足的发展，在实际应用中也较为广泛。
这种技术的热能来源主要为太阳能，因此，吸收式制冷技术的反应温度是比较低的，虽然运用集热器等装置来提升发生温度，但这提升额度是十分有限的。吸收式制冷技术在工作循环之中运用的是单效方式，此模式下设有单级与双级2类方式。到现在为止，太阳能制冷机类型有很多，应用较多的为热水型单级吸收式溴化锂。这种类型制冷机在获得足够的太阳能，并形成较高的发生温度，且系统冷却水达到工作要求的情况下，能够发挥较好的制冷效果。但如其中由一项环节受到影响，其工作效率必将大大折扣。因此，为确保此类制冷机的工作效率，实际运用中需要采取特殊装置提升发生温度，这就在较大程度上增加了此类制冷机的生产成本，降低了其普及性。除此之外，此类制冷机还存在一问题缺陷即机器能够利用的温差较小，仅仅为6到8摄氏度。为克服这一弊端，以W．B．Ma 为代表的诸多学者对这一领域进行了深入的研究，在原有单级吸收式制冷机基础上，提出了双级溴化锂一水吸收式制冷机；其改善了原有单级制冷机存在的不足，具体优势可概括为2个方面：首先，两级吸收式制冷机并不需要太高的热源温度，在一个较低的温度区间（75℃-85℃）就可正常工作，当控制好冷凝水温度时，该制冷机就能保证很高的工作效率；其次，该制冷机对于热源可利用温差要求并不大，具有较宽广的温度适应能力，能够保证制冷机在温度波动较大的情况下正常工作。
3.2 太阳能吸附式制冷技术
3.2.1太阳能吸附式制冷技术概述
如图3所示，太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、蒸发储液器、风机盘管、冷媒水泵等部分组成。太阳能吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。
脱附过程。吸附床内充满了吸附剂，吸附有制冷剂，冷凝器与冷却系统相连，一般冷却介质为水。工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，进入右边管道，系统压力增加。当压力与冷凝器中对应温度下的饱和压力相等时，制冷剂开始液化冷凝，最终制冷剂凝
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结在蒸发器中，脱附过程结束。在这个过程中，太阳能集热器供能，冷凝器放热。
吸附过程。冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，管道内压力降低。蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果，制冷剂达到吸附床，吸附过程结束。在此过程中，蒸发器吸收冷媒水的热量，吸附床放热。
对于太阳能吸附集热器，既可采用平板型集热器，也可采用真空管集热器。通过对太阳能吸附集热器内进行埋管的设计，可利用辅助能源加热吸附床，以使制冷系统在合理的工况下工作；另外，若在太阳能吸附集热器的埋管内通冷却水，回收吸附床的显热和吸附热，以此改善吸附效果，还可为家庭或用户提供生活用热水。当然，由于吸附床内一般为真空系统或压力系统(这要根据吸附剂一制冷剂的材料而定)，因而要求有良好的密封性。
蒸发储液器除了要求满足一般蒸发器的蒸发功能以外，还要求具有一定的储液功能，这可以通过采用常规的管壳蒸发器并采取增加壳容积的方法来达到此目的。
图3太阳能吸附式制冷系统示意图
3.2.2太阳能吸附式制冷技术研究分析
伴随人们对太阳能吸附制冷技术日益深化的探究，该技术已具备了一定的实际应用价值，并以自身独有的节能特色，拥有了不可估量的市场应用潜力。以上海交大为例，其低温制冷研究所经过研究推出了一种全新的空调系统，该系统以太阳能吸附制冷为原理，借助通风管运用太阳能实现对自然风的增强而达到制冷效果。这使得其不仅能够借助吸附集热装置与通风管大幅削减建筑物室内的热负
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荷，还能够借助吸附制冷伴随生成大量热能的原理，对夜晚通风效果进行增强。因此，将该工艺运用到家庭制冷空调中是极为可行的。
这是由于伴随我国现代经济的不断发展，中央空调制冷将成为众多家庭未来消费的新领域，而家用中央空调在国内市场尚处于初级阶段，其具备极为广泛的适用性，除了一般家庭住宅楼之外，还能够被应用到写字楼、商用公寓等诸多地方。在过去，办公楼的制冷系统多采用集中空调或多台分体式空调，这两种方法在使用中均有着一定的局限性，不是最佳的选择。除此之外，太阳能吸附制冷还可应用于列车冷藏运输、汽车内部制冷、住宅楼冷热并供系统等诸多领域。譬如，太阳能吸附制冷同冰蓄冷进行有机结合后充当冷源；太阳能吸附制冷同旧有的空气压缩制冷剂吸收制冷进行有机结合充当冷源，等同于冰蓄冷中的局部蓄冷，区别在于具体的制冷量需根据实际使用状况进行确定；旧有传统制冷同太阳能冷水制备进行结合充当冷源。
3.3 太阳能喷射式制冷技术
3.3.1太阳能喷射式制冷技术概述
该制冷技术其运行原理如下图4。制冷剂经由集热装置的加压后生成饱和的蒸汽，并将其送入喷射装置，使其被以极高的速度喷出。这一过程中会在喷射位置构成一个真空范围，从而把蒸发装置内的低压蒸汽吸收进喷射装置，而被喷出的气体则进入冷凝装置，放热冷凝成液体。随后液体状的制冷剂分成两部分，一部分经由节流装置重新回到蒸发装置中重复上述过程，构成完整的制冷循环。而另一部分则经由循环泵加压后进入集热装置，再次进行加热增压的循环，该循环就是整个系统的动力循环。
图4太阳能喷射式制冷系统示意图
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3.3.2太阳能喷射式制冷技术研究分析
该系统原理简单而言是运用太阳能生产具备高压的蒸汽实现喷射制冷。整个制冷系统拥有工艺简洁等诸多优势，但不足之处在于其制冷系数相对较低，有鉴于此著名学者Sokolov等人经过研究后，针对其不足之处提出了压缩喷射混合循环与增压喷射循环两种不同的低能耗解决方法，实现了对喷射制冷工艺其COP 系数偏低这一不足的有效改良。经由Sokolov等人的研发，该工艺具备了更好的实用价值。而将其同其他制冷工艺进行进一步的有机结合后，可在不提升系统结构难度的前提下实现对系统工艺的进一步完善与能耗的进一步降低。譬如一种新型的复合式太阳能吸收-喷射制冷系统，其通过对喷射制冷工艺与吸附制冷工艺的有机结合，有效保存吸附制冷系统结构简洁这一特性的同时很好的改善了喷射制冷效率偏低的不足。与此同时，其通过增设气液喷射装置，破除了传统吸收循环粗壮你的局限性，使得吸收器与发生器浓度变为可控的变量，从而实现了对吸收循环运行效率的大幅提升。
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4 太阳能空调制冷技术优势与应用前景
4.1太阳能空调制冷技术优势分析
传统的空调制冷系统多以电能作为驱动力，通过对空气的压缩制冷达成室内外热量的转移。这一工艺通常能耗均相对偏大，这在当今全球能源日益枯竭的背景下，逐渐开始受到人们的摒弃。而太阳能空调则是对这一不足的有效弥补，其以清洁的太阳能作为主要动力，系统运行时不仅基本不产生任何运行费用，且不存在运动部件，既不会产生噪音亦具有长久的使用周期。特别是对于气候炎热、辐射强烈的高温地区等对于空调有着强烈的需求的地方，太阳能空调的功效则越强，这可以说是一种人与自然和谐共处的典范。通过对太阳能空调系统的使用，在构造舒适居住环境的同时，还可大幅减小大气环境温度，实现对城市热岛效应的有效消除。除此之外，该工艺在大量节约能源消耗的同时还不会生产对大气具有破坏效果的物质，是真正意义上的绿色空调，拥有者不可估量的市场前景。4.2太阳能空调制冷技术应用前景分析
纵观我国当前的空调市场不难发现，其正处于发展的上升期。特别是伴随着近年来国家经济的日益发展，人们收入提升的同时对居住质量的要求也越来越高，空调已不可避免的成为居家必备电器之一，而目前限制空调进一步推广普及的原因就是价格与能耗问题。而太阳能空调则是有效改善上述问题的有效手段，特别是随着全球能源的日益枯竭与环境问题的日益加重，绿色环保且节能的空调系统成为人们共同的期盼。这正给太阳能空调技术的发展和使用提供了不可多得的契机，使其具备了难以估量的市场潜力。太阳能空调以清洁的的太阳能为驱动力，是真正意义上的绿色空调。
但不可否认的是，现有的太阳能空调系统或多或少均存在一定的缺陷，其可归纳为两点：一是太阳能利用效率仍相对较低且初期成本较高，对于住宅楼而言，只有在设计时加以考量并留有专门的空间才可安设集热装置，在已建成大楼上难以普及应用。二是虽说现有的太阳能制冷系统形式多种多样，但所有的系统或多或少存在一定不足，譬如系统效率较低、系统结构复杂，维修困难等，这均是其未来发展中有待解决的重点和难点。但是可以坚信的是，随着相关工艺技术的不断完善，太阳能空调必将获得全面的推广与普及。
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5太阳能空调制冷技术发展趋势
5．1产业化
随着示范性太阳能空调的研发与试用，充分证明了该技术在使用上是切实可行的，而其良好的经济效益亦充分表明太阳能空调拥有难以估量的市场应用前景，推动其产业化、规模化发展势在必行。但不可否认的是，要想真正实现太阳能空调的产业化建设尚有诸多工作需一一进行。不仅需要研发配套的电脑设计程序与管理程序，还需制定统一的市场行业标准与零部件标准，只有具备了这些基础条件方能从根本上推动其在产业化建设的进步。
5．2 研发新的技术
现有的太阳能空调，其所采用的制冷工艺多为溴化锂吸收制冷，受限于制作工艺与生产成本，此类空调系统通常多体积巨大，这使得其仅适用于大型的集中制冷供热，而无法满足单个家庭的小型制冷需求。有鉴于此，积极推动技术创新，研发小型太阳能空调系统势在必行。
5．3 建筑物的热-电-冷联供系统
建筑物耗能一直是能源消耗绝对主力之一。而在建筑能耗中，制冷供热往往占据其能耗总量的五成左右。因此，推动太阳能空调系统的应用，可有效实现对能源的大幅节约。长期以来，欧美发达国家均将热-电-冷联供的太阳能系统在建筑物上的应用作为研究重点进行不断的研究，这也将是太阳能利用的重点发展方向之一。
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结论
太阳能制冷在空调系统上的应用不仅前景广阔且是社会发展的必然趋势，但受限于制造成本的高昂，其进一步的全面应用仍有待增强。与此同时，相关专业技术人员的匮乏亦是制约其发展的关键所在。有鉴于此，亟待解决的问题有：降低系统制造成本；提升系统运行稳定性；提升系统运行效率；推动系统的小型化、自动化发展等。我国国土面积广阔，伴随经济发展的不均衡，电力资源分布上亦存在地域差异性，特别是中西部电力资源匮乏地区，其却拥有着充足的太阳能，因此太阳能空调系统的研发与应用能有效解决以上问题。
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致谢
首先我要感谢江苏海事职业技术学院，这三的年大学时光是我最快乐的日子。本论文是在我导师的真诚指导下完成的。导师日常工作繁忙，但还是不厌其烦的帮助我，教导我。他沉稳严谨的作风让我受益终生。
感谢这三年来一直陪伴在我们左右的王玉洁老师。她是我们心目中的“女神”，是德才兼备的学习榜样。在这里向王玉洁老师致以最真诚的谢意，感谢她三年来为我们所做的一切。也感谢所有教导我们的大学老师，你们的谆谆教诲，我会永远记在心中。在这里我向各位老师深深地鞠上一躬。
感谢空调121301班的同学们和辅导员老师，大家风雨同舟共度三年，希望在以后的日子里大家继续团结互助，共同成长。接下来就要步入社会工作了，大家都要努力，真诚祝福各位朋友身体健康，事业有成。
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参考文献
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浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系
浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系 摘要：在光伏电站建设前期的项目可行性评估中，对光伏电站的发电量进行估算具有非常重要的意义，因为这将直接影响到项目的收益预期。目前系统设计人员常用软件来模拟第一年的发电量，本文将基于第一年估算的发电量，并试图计算随后24年发电量。 关键词：光伏电站组件衰减发电量估算 PVSYST模拟 1 前言 由于全球的能源危机问题，风能、太阳能等资源丰富的新能源逐渐占有重要的地位。世界太阳能光伏发电系统在近几年里保持持续高速增长，到2012年世界光伏发电累积装机容量已经达到102GW[1]，并且成为增长速度最快的发电技术，光伏发电在20多个国家实现平价上网。 随着核心器件光伏组件的技术不断突破，效率不断提升，光伏发电系统的度电成本会逐渐的逼近传统的火力发电成本，同时随着储能技术的不断发展，届时，光伏发电系统由于它的系统规模随意、安装要求门槛低等优点将会在世界各地更普遍的应用开来。 在整个光伏系统应用市场里，目前并网光伏系统占有绝对主导的地位，皆依赖于并网光伏技术的不断发展成熟、相应设备性能成本的不断研发进步以及各国政府在政策方面的积极推进。 2 光伏发电系统的原理 由于光伏发电系统根据实际的应用大体上分为并网系统和独立系统[2]，由于并网系统应用所占的份额较大，本文着重分析并网系统的发电量估算。 同时，由于系统规模和场合条件的不同，并网系统也有多种系统形式，本文对发电量的评估是按较大规模的光伏电站作为模型，且光伏电站所处的环境条件比较好。 图2-1为一个典型的大型地面电站的发电原理框图 图2-1 大型电站发电原理简图
整个系统主要由光伏方阵和交（直）流输变电组成，光伏方阵输出的直流电经过直流线路汇流后通过逆变器转变为波形规则、频率稳定的交流电，然后就地进行一次升压到中压后，在中压交流线路上进行汇流后再进行二次集中升压，最后接入电网进行并网。 根据图示，通常在产权点会安装一个有效的电能计量表对光伏电站发电量进行计量，这是最为准确的统计数据。根据最初几年的计量统计数据对模拟数据进行分析修正，可以较为准确的预估今后的发电量。 3 光伏电站发电量损耗因素分析[3] 要在项目前期比较准确的预估光伏电站的发电量，除了对光伏电站的系统结构有深刻的了解外，也必须对主要的设备性能参数有很深刻的了解。同时，如果要对发电量进行更长年限的预估时，则必须全面考虑长时间内外界环境因素的影响和电站运营状况的预估。 分析第一年光伏电站的发电量估算时，通常需要考虑的损耗因素如下： ⑴倾斜面太阳光辐照量修正； ⑵组件表面灰尘等异物挡光的影响； ⑶温度对光伏组件输出的影响； ⑷光伏组件的自身衰减； ⑸组串内组件的匹配损失； ⑹方阵前后排之间的阴影遮挡损失； ⑺直流线路损失； ⑻逆变器转换效率损失； ⑼本地变压器损耗； ⑽交流线路损失； ⑾主变压器损耗； ⑿电站自用电损耗； ⒀停机时间损失； 通常采用PVSYST软件模拟发电量时，没有考虑自用电和停机时间的损耗，只是考虑其它因素的一个综合数据。
太阳能制冷器原理
在太阳能集热器循环中，其组件主要有太阳集热器、汽液分离器、锅炉、预热器等。水或其他工质被太阳能集热器加热至高温状态，先后通过汽液分离器、锅炉、预热器、分别几次放热后，温度逐步降低，最后又进入太阳集热器再进行加热。如此周而复始，使太阳能集热器成为热机循环的热源。 在热机循环中，其组件主要有蒸汽轮机、热交换器、冷凝器、泵等。低沸点的工质从气液分离器出来时，压力和温度升高，成为高压蒸汽，推动蒸汽轮机旋转而对外做功，进入热交换器被冷却，再通过冷凝器而被冷凝成液体。此时液体为低沸点工质，在先后通过预热器、锅炉、气液分离器再次加热成高压蒸汽。由此可见，热机循环是一个消耗热能而对外做功的过程。 在蒸汽压缩式制冷机循环中，其组件主要有制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等。蒸汽轮机的旋转带动制冷压缩机的运行，经过蒸汽压缩式制冷机的压缩、冷凝、节流和汽化等过程，完成制冷循环。在蒸发器外侧流过的空气被蒸发器吸收其热量，从较热的空气变为较冷的空气，将这较冷的空气送入房间从而降温。
太阳能集热器循环：由太阳能集热器、锅炉、储热水槽等几部分组成。在太阳能集热器循环中，水或其他工质先后被太阳能集热器和锅炉加热，温度升高，然后再去加热低沸点工质至高压状态。低沸点工质的高压蒸汽进入蒸汽喷射式制冷机后放热，温度迅速降低，然后又回到太阳能集热器和锅炉再进行加热。如此周而复始，使太阳能集热器成为蒸汽喷射式制冷机循环的热源。 蒸汽喷射式制冷机循环：由蒸汽喷射器、冷凝器、蒸发器、泵等几部分组成。在蒸汽喷射式制冷机循环中．低沸点工质的高压蒸汽通过蒸汽喷射器的喷嘴，因流出速度高、压力低，就吸引蒸发器内生成的低压蒸汽，进入混合室。此混合蒸汽流经扩压室后，速度降低，压力增加，然后进入冷凝器被冷凝成液体。该液态的低沸点工质在蒸发器内蒸发，吸收冷媒水的热量，从而达到制冷的目的。 3、太阳能除湿式制冷原理 太阳能液体除湿是将环境空气或室内回风送入除湿器，使之与除湿溶液接触，空气中部分水分被除去，对干燥后的空气再绝热加湿，从而达到空气调节的目的，被稀释的除湿溶液在再生器中得到再生，从而完成一个循环过程。 该系统中的三大核心部件是溶液再生器、空气除湿器和太阳能集热器。整个流程有两个子循环组成：空气循环和溶液循环。需处理空气（包括回风和新风）经过溶液除湿器后常温冷却，进入直接蒸发冷却器进行降温处理打到房间空调所要求的的送风点后进入室内，空气在室内升温、增湿后其中一部分回到除湿器完成空气循环。在空气除湿器中，常温状态下高浓度的除湿溶液与被处理空气直接接触，由于除湿溶液表层的水蒸气分压力比别处理空气水蒸气低得多，所以空气中的水蒸气以扩散传质的方式进入溶液表层，进而被溶液吸收。从除湿器内出来的稀溶液经过溶液热交换升温后进入太阳能集热器内进行进一步的加热温升。被
太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料
太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01 学生学号：1209040110 学生姓名：胡超 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4
实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记 录一次）的太阳辐射强度： 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文 利用太阳能的热电偶正向串联发电技术研究 [摘要] 根据热电偶传感器的测温原理逆向思维,与光电传感器串联制成光伏阵列类似,将热电偶串联产生的热电势转换为电能。测量端利用太阳能加热,参考端靠水冷却,初步研究热电势与热电偶材料 的直径、长度、补偿导线之间的关系,由此制造出的绿色发电机无污染,成本低,其结果论证了本方法的实用性与可行性。 [关键词] E型热电偶热电势补偿导线绿色发电机 一、引言 目前,能源告急,如何用绿色能源生产电能对我国可持续发展具 有很重要的现实意义,太阳能电池利用光电传感器中产生的电动势, 将其串并联得到太阳能电池阵列发电,类似地,我们利用热电偶传感 器中产生的热电动势,并将热电偶串联得到发电组件,其测量端采用 太阳能集中加热,参考端自然冷却,将来做成一种新型绿色发电机,成本有望比太阳能电池更低。本论文从此观点出发利用试验对太阳能热偶发电技术进行初步研究,通过对试验数据结果分析总结出一些规律,这对我们进一步研究新能源开发与利用十分有利。 二、热电偶的测温原理与串联 1.热电偶的测温原理 热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电动势,又称
塞贝克效应。本论文中逆向思维,不是用于测温而是利用产生的热电动势发电,具有创新性。 2.热电偶的串联 热电偶的基本定律有中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律。在试验前,我们根据中间温度定律、参考分度表可以对产生的热电动势进行估算。根据中间导体定律可知,加设补偿导线既不会降低热电动势,又可以节约成本,这对于实际生产具有十分重要的意义。 热电偶可串联使用,如下图2所示。但只能是同一分度号的热电偶,且参考端应在同一温度下。当热电偶正向串联,可获得较高的热电动势,其总热电动势的输出等于各热电动势输出之和,如式3,这正符合我们利用热电偶串联达到发电的目的。 三、试验过程 1.试验器材的选用 目前,我国工业上采用的4种标准化热电偶有4种分别是:镍铬-考铜(E型)、镍铬-镍铝(K型)、铂铑30-铂铑6(B型)、铂铑10-铂(S 型)。其特性曲线如图3所示,由图可知,我们选用E型最合理,这种热电偶在同等的温度差条件下产生的热电动势最大。 本次试验所选用主要材料及仪器清单如下表1所示: 2.试验数据
太阳能光伏发电技术及其发展前景
本文由午夜寒光贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 (s' 『 1 Ⅲ…节能减排 :e l { 1 l o n l na l 一 太阳能光伏发电技术及其发展前景 ●湖北十堰刘道春 1 太阳能光伏发电市场前景广阔 当煤炭 , 油等化石能源频频告急 , 源问题日益成石能为制约国际社会经济发展的瓶颈时 ,越来越多的国家开始实行" 阳光计划 " 开发太阳能资源 , 求经济发展的新 , 寻动力 .欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源 . 国际光伏市场巨大潜力的推动下 , 国的太阳能在各电池制造商争相投入巨资 , 大生产 , 争一席之地 . 扩以 美国推出了" 阳能路灯计划 "旨在让美国一部分城太 , 阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电 . 太阳能发电有两种方式 : 种是光一热一电转换方式 , 一种是光一电一另 直接转换方式 . 光一热一电转换方式通过利用太阳辐射 产生的热能发电 .一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气 . 驱动汽轮机发电 .与普通的火力再发电一样 .太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高 , 估计它的投资至少要比普通火电站贵 5 1 — O倍 . 一座 l0 MW 的太阳能热电站需要投资 2 ～ 5亿美元 ,平均O0 02 lW 的投资为 2 0 ～ 5 0美元 .因此 . k 002O 目前只能小规模地市的路灯都改为由太阳能供电 , 据计划 , 盏路灯每年根每 可节电 8 0 Wh 日本也正在实施太阳能 " 0k . 7万套工程计 应用于特殊的场合 . 大规模利用在经济上很不合算 , 而还 不能与普通的火电站或核电站相竞争 .光一电直接转换 划 " 准备普及太阳能住宅发电系统 , 是装设在住宅屋 , 主要 方式是利用光电效应 , 太阳辐射能直接转换成电能 , 将它的基本装置就是太阳能电池 .太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件 ,是一 个半导体光电二极管 .当太阳光照到光电二极管上时 , 光电二极管就会把太阳的光能变成电能 , 生电流 .当多个产电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的 顶上的太阳能电池发电设备, 家庭剩余的电量还可以卖给 电力公司 .欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的" 尤里卡 " 科技计划 , 出了 "O万套工程计划 " 日本 , 国高推 l . 韩以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作 , 亚洲内在 陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站 . 他们的目标是将占全球陆地面积约 l , 4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来 ,为 3 0万用户提供 1 0万 0 太阳能电池方阵 .太阳能电池是一种大有前途的新型电源 , 有永久性 , 洁性和灵活性三大优点 . 太阳能电池具清
太阳能发电原理
太阳能发电原理 1、原理概述 太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池板将太阳能转换成电能的一种可再生清洁发电机制。当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被太阳电池板反射掉，另一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成电位差。当外部接通电路时，在该电压的作用下，则会有直流电流流过外部电路产生一定的输出功率。 通常每块太阳能电池组件输出的直流电压较低，一般为35V。为了提高电压，达到逆变器最佳工作状态的额定输入直流电压，将一定数量的太阳能电池串联到一起形成回路，然后接入逆变器中，逆变器将输入的直流电转换成交流电。逆变后得到的交流电通过站内的升压变压器升至指定电压后并入电网。 图1 太阳能发电系统原理 2、系统部件 2.1 太阳电池 在太阳能光伏发电系统中，太阳能电池板占据着举足轻重的地位，它是将太阳能转换成电能核心部件。太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。用于制造太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带
正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。太阳能电池的核心技术就在这个“结”上，P －N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光子的能量，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。这样，在P－N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。如果分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。 图2 太阳能电池结构 目前，制作太阳能电池的原料有单晶硅、多晶硅、非晶硅等。由于生产能力的不断提高和和科学技术的不断进步，单晶硅以其较高的转化率，高稳定性，低衰减率，成为各太阳电池生产企业重点研发的项目。单晶硅太阳电池的生产工艺一般分五个流程完成：提纯过程拉棒过程切片过程制电池过程封
浅谈太阳能发电技术 吴丽丽
浅谈太阳能发电技术吴丽丽 发表时间：2019-12-12T10:10:01.630Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：吴丽丽 [导读] 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。 山东电力工程咨询院有限公司 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。因此，如何优化资源配置，提高能源的有效利用率，对人类的生存繁衍、对国家的经济发展都具有十分重要的意义。 关键词：新能源；太阳能发电；技术 1新能源的种类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、氢能、二氧化碳能、洋流能和潮汐能等。而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等能源，称为常规能源。常规能源在世界一次能源消费结构中约占总和的93%。 新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。 2太阳能发电概述 现在我们面临两个压力：一是化石能源短缺，二是环境污染与气候的变化，这都要求我们发展替代能源。 2.1太阳能光发电 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，约占总成本的50%。太阳能电池的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。 2.2太阳能热发电 通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型，主要有以下五种：塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。前三种是聚光型太阳能热发电系统，后两种是非聚光型。在国际上,光热发电被看作重要的技术途径,并将之视为未来的主力能源。按欧洲能源中心的预测，在2050年,光热发电在能源构成中占20%~30%的比例，而到2100年，这一比例会达到60%~70%。 一般来说，太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统。 与光伏发电相比，光热发电能够将太阳的热量保存在工质中进行存储，在阴天和晚上释放出来，以实现连续发电，一年将有超过5000小时的满发运行时间，可以在电网中作为一个基础电源来承担调节作用，可以说光热发电的前景比光伏发电更好。 2.2.1槽式光热发电 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。 要提高槽式太阳能热发电系统的效率与正常运行，涉及到两个方面的控制问题，一个是自动跟踪装置，要求槽式聚光器时刻对准太阳，以保证从源头上最大限度的吸收太阳能，据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%。另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力，满足汽轮机的要求实现系统的正常发电。 槽型抛物面镜集热器是一种线聚焦集热器，其聚光倍率比塔式系统低得多，吸收器的散热面积也较大，因而集热器所能达到的介质工作温度一般不超过400℃，属于中温系统。这种系统容量可大可小，不像塔式系统只能是大容量才有较好的经济效益；其集热器等装置都布置于地面上，安装和维护比较方便；特别是各种聚光集热器可以同步跟踪，使控制成本大为降低。主要缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，致使输热管路比塔式系统复杂，输热损失和阻力损失也较大。 槽式太阳能热发电的优点是： 系统结构简单，技术成熟，商业化运营经验丰富，是当前光热发电的主流路线。目前世界上太阳能发电的80%是槽式太阳能光热发电系统。 2.2.2塔式光热发电 太阳能塔式发电应用的是塔式系统。塔式系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台定日镜都配有跟踪机构，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍，集热器所能达到的介质工作温度在500~600℃。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。塔式光热发电系统主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 目前，国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。和其他两种不同的是，塔式系统可通过熔盐储热，具有聚光比高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，适合大规模并网发电。塔式在大规模发电中最具有发展潜力，但是前期单位投资过大。 2.2.3碟式光热发电 碟式系统为点聚焦，于焦点处的太阳能接收器收集高温热能，加热工质，驱动发电机组，或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置。这种系统具有寿命长、效率高（接收器内的传热工质能被加热到750℃左右）、灵活性强等特点，可以独立运行，非常适合作为边远地区的小型电源使用。 一般碟式太阳能热发电功率为10.25kW，聚光镜直径为5.10米。 碟式的热效率最高，结构紧凑、安装方便，非常适合分布式小规模能源系统，但斯特林热机关键技术难度大，目前仍处于试验示范阶段。
1太阳能光伏发电应用技术考试试题
杂质能级的位置位于禁带中心附近，电离能较大，在室温下，处于这些杂质能级上的杂质一般不电离，对半导体材料的载流子没有贡献，但是它们可以作为电子或空穴的复合中心，影响非平衡少数载流子的寿命，这类杂质称为深能级杂质 常用的形成p n 结的工艺主要有合金法、扩散法、离子注入法和薄膜生长法，其中扩散法是目前硅太阳电池的p 一n 结形成的主要方法。合金法是指在一种半导体单晶上放置金属或半导体元素，通过升温等工艺形成p-n 结。 扩散法是指在n 型（或p 型）半导体材料中，利用扩散工艺掺人相反类型的杂质，在一部分区域形成与体材料相反类型的p 型（或n 型）半导体，从而构成p-n 结。 离子注人法是指将n 型（或p 型）掺杂剂的离子束在静电场中加速，使之具有高动能，注人p 型半导体（或n 型半导体）的表面区域，在表面形成与体内相反的n 型（或p 型）半导体，最终形成p-n 结薄膜生长法是在n 型（或p 型）半导体表面，通过气相、液相等外延技术，生长一层具有相反导电类型的p 型（或n 型）半导体薄膜，在两者的界面处形成p-n 结。 p-n 结具有许多重要的基本特性，包括电流电压特性、电容效应、隧道效应、雪崩效应、开关特性、光生伏特效应等 没有整流效应的金属和半导体的接触，这种接触称为欧姆接触。欧姆接触不会形成附加的阻抗，不会影响半导体中的平衡载流子浓度。从理论上讲，要形成这样的欧姆接触，金属的功函数必须小于型半导体的功函数，或大于p 型半导体的功函数，这样，在金属一半导体界面附近的半导体一侧形成反阻挡层（电子或空穴的高电导区），可以阻止整流作用的产生。 常用的欧姆接触制备技术有：低势垒接触、高复合接触和高掺杂接触。 所谓的低势垒接触，就是选择适当的金属，使其功函数和相应半导体的功函数之差很小，导致金属一半导体的势垒极低，在室温下就有大量的载流子从半导体向金属或从金属向半导体流动，从而没有整流效应产生。对于p 型硅半导体而，金、铂都是较好的可以形成低势垒欧姆接触的金属。 高复合接触是指通过打磨或铜、金、镍合金扩散等手段，在半导体表面引人大量的复合中心，复合掉可能的非平衡载流子，导致没有整流效应产生。高掺杂接触，是在半导体表面掺人高浓度的施主或受主电学杂质，导致金属一半导体接触的势垒区很薄。在室温下电子通过隧穿效应产生隧道电流，从而不能阻挡电子的流动，接触电阻很小，最终形成欧姆接触。 光生伏特效应，当p 型半导体和n 型半导体结合在一起，形成p 一n 结时，由于多数载流子的扩散，形成了空间电荷区，并形成一个不断增强的从n 型半导体指向p 型半导体的内建电场，导致多数载流子反向漂移。达到平衡后，扩散产生的电流和漂移产生的电流相等。如果光照在p-n 结上，而且光能大于p-n 结的禁带宽度，则在p-n 结附近将产生电子一空穴对。由于内建电场的存在，产生的非平衡电子载流子将向空间电荷区两端漂移，产生光生电势（电压），破坏了原来的平衡。如果将p 一n 结和外电路相连，则电路中出现电流，称为光生伏特现象或光生伏特效应 太阳电池主要工艺步骤：绒面制备、p 一n 结制备、铝背场制备、正面和背面金属接触以及减反射层沉积。 绒面制备是利用晶体硅化学腐蚀的各向异性，在NaOH 等化学溶液中处理，形成金字塔形的结构，增加了对人射光线的吸收； p n 结制备是在掺硼的p 型硅上，通过液相、固相和气相等技术，扩散形成n 型半导体；然后沉积铝作为铝背场，再通过丝网印刷、烧结形成金属电极。绒面结构对于单晶硅而言，如果选择择优化学腐蚀剂，就可以在硅片表面形成金字塔结构，称为绒面结构，又称表面织构化，除化学腐蚀以外，还可以利用机械刻槽、激光刻槽和等离子蚀刻等技术，在硅片表面制造不同形状的绒面结构，其目的就是降低太阳光在硅片表面的反射率，增加太阳光的吸收和利用 P- n 结制备晶体硅太阳电池一般利用掺硼的p 型硅作为基底材料，在900 ℃ 左右，通过扩散五价的磷原子形成n 型半导体，组成p-n 结。 磷扩散的工艺有多种，主要包括气态磷扩散、固态磷扩散和液态磷扩散等形式。 铝背场为了改善硅太阳电池的效率，p 一n 结制备完后，在硅片的背光面，沉积一层铝膜，制备P+ 层，称为铝背场，其作用减少少数载流子在背面复合的概率，作为背面的金属电极。 制备铝背场最简便的方法是利用溅射等技术在硅片背面沉积一层铝膜，然后在800 一1000℃ 热处理，使铝膜和硅合金化并内扩散，形成一层高铝浓度掺杂的p+ 层．构成铝背场。 丝网印刷电极制备．就是利用丝网印刷的方法，把金属导体浆料按照所设计的图形，印刷在已扩散好杂质的硅片正面、背面。然后，在适当的气氛下，通过高温烧结，使浆料中的有机溶剂挥发，金属颗粒与硅片表面形成牢固的硅合金，与硅片形成良好的欧姆接褳，从而形成太阳电池的上、下电极。减反射膜的基本原理是利用光在减反射膜上、下表面反射所产生的光程差，使得两束反射光干涉相消，从而减弱反射，增加透射。 减反射层的薄膜材料通常要求有很好的透光性，对光线的吸收越少越好；同时具有良好的耐化学腐浊性良好的硅片粘接性如果可能最好还具有导电性能。化学气相沉积(CVD) 、等离子化学气相沉积(PECVD) 、喷涂热解、溅射、蒸发等技术，都可以用来沉积不同的减反射膜。减反射膜的最佳厚度为70nm 工业上和实验室一般使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) 来生成氮化硅薄膜。这是因为，相对于其他制备技术，PECVD 制备薄膜的沉积温度低，对多晶硅中少数载流子的寿命影响较小，而且生产能耗较低；而且沉积速度较快，生产效率高；氮化硅薄膜的质量好，薄膜均匀且缺陷密度较低 非晶硅薄膜太阳电池与晶体硅太阳电池相比，具有重量轻、工艺简单、成本低和耗能少等优点，主要应用于电子计算器、手表、路灯等消费产品。 由于非晶硅材料具有独特的性质，所以其太阳电池结构不同于晶体单的p 一n 结结构，而是pin 结构。这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构，对载流子有很强的散射作用，导致载流子的扩散长度很短，使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。 晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin 结构，其中p 为人射光层，i为本征吸收层，n 为基底层。由结和i 一n 结形成的内建电场几乎跨越整个本征层。当人射光穿过p 型人射光层在本征吸收层中产生电子一空穴对很快被内建电场分开，空穴漂移到p 层，电子漂移到n 层，形成光生电流和光生电压 非晶硅的pi n 结构通常是利用气相沉积法制备的，根据不同的技术又可以分为辉光放电法、溅射法、真空蒸发法、热丝法、光化学气相沉积法和等离子气相沉积法。其中，等离子气相沉积法在工业界和研究界被广泛应用 多晶硅薄膜太阳电池制备在具有一定机械强度的低成本的衬底材料上，衬底为玻璃、晶体硅、低纯度的多品硅、s ℃等。在此基础上，利用等离子化学
太阳能空调制冷技术的研究
专科毕业设计（论文）论文题目：太阳能空调制冷技术的研究 二级学院：轮机工程学院 专业：供热通风与空调工程技术 班级：供热空调121301 姓名：翁亚伟学号：121810130129 指导教师：吕龙职称：助教 2015 年6 月南京
原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 论文使用授权 本人完全了解江苏海事职业技术学院有关保留、使用论文的规定，学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏海事职业技术学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。 （保密的论文在解密后应遵守此规定） 作者签名：指导教师签名： 日期：年月日
太阳能空调制冷技术一般有两种，第一种是利用光伏技术产生电力，再用电力推动传统压缩式制冷机制冷；第二种是进行光-热转换，用热作为能源制冷。第一种方法比较常规，但以目前市场上电池的价格计算，利用光伏技术的造价为光-热转换的3-4 倍，因此国内外的太阳能空调系统通常以第二种为主。本文总结了太阳能的利用和几种不同太阳能空调制冷技术，并且分析了太阳能空调制冷技术的发展前景，认为在提高太阳能产业规模和加大对太阳能空调制冷技术的研发投入后，太阳能空调制冷技术将会拥有更广阔的发展空间！ 关键词太阳能制冷技术发展前景研发投入
《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》
《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》 评审会议纪要 2010年10月10日江西省住房和城乡建设厅组织召开了评审会，由江西省建筑设计研究总院和江西省电力院主编、中国瑞林工程有限公司、北京日佳新能源发电系统规划设计院和赛维LDK光伏科技工程有限公司参编的《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》（以下简称规范）进行了评审。 会议由建筑节能与科技处吴军处长主持、李永平调研员参加，根据会议安排，由中国太阳能光伏专业委员会赵玉文主任担任组长，中国建筑设计研究院张文才副总工程师、江西省建设工程安全质量监督管理局钱勇局长担任副组长，主持技术审查工作，会议邀请了工程设计，施工及光伏等有关专家组成评审组。江西省建筑设计研究总院刘小檀院长介绍了《规范》的编制背景，编制组汇报具体编制内容。 评审专家对《规范》逐条进行了认真的审查和讨论，为更好地完善该《规范》评审组经过认真的咨询和讨论，形成纪要如下： 1、《规范》编制内容基本完善，注重科学性和实用性，具有可操作性，达到了国家有关规范编制深度的要求。 2、《规范》的编制参照和综合考虑了国内外光伏建筑先进技术要求，结合江西省工程实际，总体达到了国内领先水平，可作为江西省民用建筑太阳能光伏系统应用的技术规范。 3、建议《规范》中个别术语的解释应与国家标准、行业标准一致；涉及人身安全的条款应按照国家规范实施。 与会专家同意《规范》的编制成果，编制单位应根据专家意见，抓紧修改完善，尽快上报江西省住房和城乡建设厅批准颁布，以便指导江西省民用建筑太阳能光伏系统应用工作。 评审组组长（签名）：评审组副组长（签名）： 2010年10月10日
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制冷空调节能新技术探讨
制冷空调节能新技术探讨 【摘要】 随着人们生活水平的提高，家用电器的已成为人们的生 活必需品，冰箱、彩电、空调的使用逐渐普及。而这些电器当中我们看到由于电子控制技术的发展，使得一些新技术在这些电器上应用日益广泛，就拿空调为例，从节能上考虑，空调变频技术的应用、太阳能技术及蓄能技术的出现，使得空调的更新速度也在加快，对这些新技术进行了研究探讨。 【关键词】 空调节能；新技术；变频我们知道由于全球经济的发展造成自然资源和能源的 日益减少，出现资源和能源供应紧张现象，象一些地方出现的水荒、电紧张等现象足以说明现地球的资源已非常宝贵，已经到了人们想方设法节约资源，维护生态平衡的时候了。 空调作为一种日常必备的家用电器，随着时代的发展，人们对空调的质量提出了更高的要求，节能降耗成为了其中的很重要的一项，空调变频技术和太阳能技术的应用，虽然使空调的发展上了一个新台阶，但是，我们还应该去对空调的节能技术进行可持续的研究。 、变频技术的发展
随着空调技术的发展，变频技术在空调压缩机内的使用 是重要的节能方法之一。传统空调主要是以停止压缩机工作来实现对室内温度的调节，这就需要额外的能量来支持压缩机由静止到转动所需要的动能，而且频繁开关压缩机会造成压缩机内部件的磨损。与传统空调进行比较，变频技术在压缩机内的使用使得压缩机的转速可以由变频器来进行调节，可以根据室内温度随时对制冷剂的流量进行调节，改变制冷剂或制热剂的供给。一般情况下，空调以较大的制冷或制热功率迅速对温度调节至设置的温度，然后对压缩机进行变频，调节至低能耗、低转速运行状态，保证室内温度在较小 的范围内波动，这样使得室内的舒适度提高，也节省了频繁 开关机耗费的能量，节能效果提高了百分之二。变频技术 主要在于其控制方面，主要的技术实现包括以下几个方面: （一）全数字直流变频该变频技术主要是把交流电首先 转换为直流电，然后根据室内的温度进行变频调节，全数字直流变频主要采用脉冲幅度调制和脉冲宽度调制数字符合变频的控制。 （二）超宽变频主要是利用微电脑控制技术，对环境温 度快速的进行测量然后做出判断，实现恒定温度的维持，达到节能的效果。 （三）模糊控制技术该技术是在模糊控制技术的基础上， 对室内人群活动的情况及室内温度的变化进行感知，以此作
太阳能发电原理及应用论文
太阳能发电原理及应用 指导老师： 关键词：半导体，蓄电池，光伏充电控制器 摘要：本文介绍了由本人所构想的一种新型干电池，由目前比较成熟的太阳能发电系统所得到灵感经过一定的理论分析和创造所发明的一种新型干电池。主要由太阳能半导体，蓄电池，光伏充电控制器构成。太阳能半导体产生“光生电流”，“光生电流”储存在蓄电池内，需要时通过电路释放出来，而光伏充电控制器则连接在半导体与蓄电池之间可以控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 也晚上太阳能电池不发电时, 防止蓄电池的电倒流。 正文 引言 我国是电池生产和消费大国，去年电池的产量和消费高达140亿只，占世界总量的1/3。平均每人每年3.5枚。但我国目前的废旧电池的回收情况却令人非常担忧。据有关部门统计，北京市每年消耗2亿只电池，共计6000吨，1999年回收了60吨，回收率仅为1％，2005年的回收率也只有5％，回收量实在是微乎其微。上海市每年小号电池约4.5亿节，但每年回收量约50吨，不足每年耗量的1％，最近，来自上海市环保部门的一份报告显示，含铅最多的铅蓄电池回收率也比较低，150万只报废电瓶四处抛散。所以我就想到了太阳能干电池，太阳能干电池所耗太阳能无限可再生和零排放能源，对当地环境没有影响，可重复使用对于偏于地区手电筒照明，个类儿童玩具，各类家用遥控器。 一方案设计 发电原理：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。 p-n结内建电场：
浅谈太阳能热发电技术
浅谈太阳能热发电技术 发表时间：2017-08-04T11:13:47.110Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：吴越李敏[导读] 摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 （国网宁波供电公司中国宁波 315000；国网宁波市鄞州区供电公司中国宁波 315100）摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 关键词：太阳能；储能；新技术；热发电 1 引子 目前，太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 2 新技术介绍 2.1 热发电技术介绍 2.1.1 太阳能热发电技术简介 太阳能热发电技术是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。随着在太阳能热发电领域的太阳光方位传感器、自动跟踪系统、槽式抛物面反射镜和槽式太阳能接收器等方面技术的发展，槽式太阳能热发电系统已经进入商业化和产业化阶段。 太阳能塔式发电系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 太阳能碟式发电也称盘式系统。主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。 2.1.2 太阳能热发电技术的优势 太阳能热发电技术效率较光伏发电高。目前光热转化效率为80%，热电转化效率是30%，二者相乘得出光伏热发电的转化效率为24%，而硅光电池的转化效率为22%，相比较光伏热发电转化效率具有优势。 太阳能热发电直接产生工频的三相交流电，比光负荷风电相比，更适合跟电网的配合。太阳能热发电利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在没有太阳的情况也也能在几小时内带动汽轮发电，连续稳定发电和调峰发电的能力较强。 太阳能热发电技术避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本，而且整个生产环节产业链没有污染很大、耗能很高的环节，有效避免了制造光伏电池过程中的高耗能和高污染。 太阳能热发电具有高温特性，高温光热不仅可以发电，还能用于高热化工、热电联供等领域，实现太阳能热能的高效综合利用。如在煤制油高热化工领域，目前技术情况下四吨煤可以制一吨油，用光热来做是两吨半煤就可以制一吨油，耗损低、能耗少、污染少。 2.1.3 太阳能热发电技术的应用状况 太阳能光热发电在国际上已成为可再生能源的发展热点。早在上世纪八十年代，国外就已建造了装机容量500千瓦以上的各种不同形式的太阳能光热发电站20余座，其中美国加州的碟式太阳能光热发电一号及二号装机容量分别达到了850兆瓦和750兆瓦，太阳能光热发电已经开始商业化运作。 在国内，随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业的发展十分迅猛。 “十五”期间，中国科学院电工研究所、工程热物理所等科研机构和一些太阳能企业，已开始了光热发电技术的项目研究。目前，我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究，掌握了一批太阳能光热发电的核心技术，如高反射率高精度反射镜、高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等，现在正着手开展完全拥有自主知识产权的100kW槽式太阳能热发电试验装置。 我国内蒙古西部、青海中部、西藏西南部是太阳直接辐射资源最丰富的地区，年辐照量都在1800kWh/m2以上，最适合太阳能热发电；西部北部其他地区的直射资源较丰富，年辐照量在1400-1800kWh/m2之间，也比较适合太阳能热发电。以上两类地区占我国国土面积一半以上，所以我国太阳能热发电潜力巨大。 2.2 储能技术简介 太阳能热发电技术必须配以大规模储能技术才能实现对传统能源的替代。下面我就储能相关技术做下简单的介绍。 2.2.1 储能技术简介 电网就好比运送电力的物流企业，唯一的区别就是：这个物流没有仓储。电力系统是被誉为目前人造的最为复杂的系统，可遗憾的是在这个系统中居然没有仓储，这也直接导致了这个系统中“产品”从生产到消费“瞬时完成、实时平衡”的特点已然成为天经地义的真理，对现阶段电力系统特征产生了深远的影响。随着电网负荷峰谷差的日益拉大、间歇式可再生能源的快速发展，“瞬时完成、实时平衡”对电网提出了日益严峻的挑战。 2.2.2 大规模储能技术的应用
浅谈太阳能空调技术发展现状及展望
浅谈太阳能空调技术发展现状及展望 摘要随着温室效应的加剧，生活水平的提高，人类对空调的需求急剧上升。普通空调发展很快，但耗电大、热岛效应严重，太阳能空调虽然发展慢，但它以不需电能、节约能源、没有污染、工作寿命长等优点引起世界学者的重视。本文综合介绍了太阳能空调技术的开发价值、几种太阳能空调技术的原理和特点、太阳能空调的优点，并对太阳能空调技术的发展与现状做了分析。 关键词：太阳能吸收式吸附式喷射式应用与前景 Abstract :As the aggravate that the greenhouse effect, improvement of living standards, human a sharp rise in demand for air https://www.wendangku.net/doc/605312959.html,mon air conditioning development soon, but big power consumption, severe heat island effect.Solar energy air conditioning, though slow, but it does not need electricity, energy saving, no pollution, long working life, cause the attention of the scholars.This paper introduces the solar energy air conditioning technology development value, se veral kinds of solar air conditioning technology principle and the characteristic, the advantage of s olar air conditioning, and solar air conditioning technology development and analyzes the present situation of. Key words: solar absorption type adsorption type jet type application and Prospect 0引言 在世界能源日益紧张、空调能耗逐年增多的情况下，人们致力于寻找更为节能的空调系统。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，以其清洁无污染、来源广的特点获得人们的青睐。而且利用太阳能作为能源的空调系统，越是太阳能辐射强烈的时候，环境气温越高，人们的生活越需要空调，此时，太阳能空调的制冷能力就越强。以太阳能为驱动热源的空调制冷系统，既节约了能源，还不使用破坏大气层的氟利昂等有害物质，是名副其实的绿色空调。就我国的空调行业而言，空调器的市场正处于发展和完善阶段，目前，大中城市家庭的空调器普及仅在20%以下，市场潜力十分巨大。随着人们生活水平的大幅提高，空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器，阻碍空调进入家庭的主要矛盾是耗能和价格因素。从太阳能空调的特性和技术特点来看，太阳能空调最适合于上述矛盾的解决和应用，当前空调行业的需求也给太阳能空调技术的发展和应用带来了难得的机遇。