太阳能光伏发电技术.ppt
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1、太阳能光伏发电技术,陈洁,渝州科技职业学院 核心课程,新能源工程学院,第一章 太阳能光伏发电概述,太阳能光伏发电概述,1.1 太阳能与太辐射 1.1.1 太阳能 1.1.2 太阳能辐射 1.1.3 我国丰富的太阳能资源 1.1.4 太阳能利用,下一页,上一页,太阳能光伏发电概述,1.2 光伏发电技术 1.2.1 光伏产业发展现状及前景 1.2.2 中国光伏市场和产业发展状况 1.2.3 光伏在农村电气化和并网发电市场上的潜力,1.1 太阳能与太辐射,1.1.1 太阳能 太阳能是由内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能,来自太阳的辐射能量。 人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。,1
2、.1 太阳能与太辐射,太阳是距地球最近的恒星,直径1.39x10 3Km,地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/。地球赤道周长为40,076千米,地球获得的能量可达173,000Tw。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/,相当于有102,000Tw的能量。,1.1 太阳能与太辐射,1.1.2 太阳能辐射 太阳辐射(solar radiation)是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一。,1.1 太阳能与太辐射,1.1.2 太阳能辐射 经过大气削弱之后到达地面
3、的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小,随高度升高而增大。一天内中午前后最大,夜间为0;一年内夏大冬小。,1.1 太阳能与太辐射,太阳辐射能在可见光线(0.40.76m)、红外线(0.76m)和紫外线(0.4m)分别占50%、43%和7%,即集中于短波波段,故将太阳辐射称为短波辐射。,1.1 太阳能与太辐射,1.1 太阳能与太辐射,太阳常数 在日地平均距离 条件下,地球大气上 界垂直于太阳光线的 太阳常数是太阳辐射 通量密度,称为太阳 常数。以S.表示, 单位为W/m2。,1.1 太阳能与太辐射,光学大气质量 相对光学质
4、量是来自天体的光线穿过大气层到达海平面的路径长度除以整层大气的垂直距离。,1.1 太阳能与太辐射,天文学中有一个名词Airmass,注意这并非Air mass(空气质量),这是指天顶距等于z的方向上大气光学厚度和天顶方向大气光学厚度之比,一般用AM表示,如下图中,AM=BC/AC=SecZ=1/CosZ,1.1 太阳能与太辐射,当Z=0时,AM=1,称大气质量为1 ,用AM1表示,当Z=48.2度时,AM=1.5, Z=60度,AM=2。 分别用AM1.5和AM2表示大气质量为1.5和2。AM1.5是指晴天时太阳光昭射到一地面的情况,其辐射总量为1KW/m2,常用于太阳电池和组件效率测试时的标
5、准。,1.1 太阳能与太辐射,下图表示太阳光谱分布图,表达地球表面的阳光的光谱分布峒时显示出与分子吸收有关的吸收带,1.1 太阳能与太辐射,AM0辐射,AM1.5辐射,6000K黑体,1.1 太阳能与太辐射,1.1.3 我国丰富的太阳能资源 我国是太阳能资源十分丰富的国家,三分之二的国土面积年日照量在2200小时以上,年辐射总量大约在每年33408360MJ/m2,相当于110250kg标准煤/m2。,1.1 太阳能与太辐射,我国的太阳能资源按年辐射总量划分为五类地: 丰富地区(66908360MJ/m2) 较丰富地区(58526690MJ/m2) 中等地区(50165852MJ/m2) 较差
6、区(41805016MJ/m2) 最差区(33444180MJ/m2),1.1 太阳能与太辐射,1.1 太阳能与太辐射,城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式(峰值日照时数) 哈尔滨 15838 4.3997964 长春 17127 4.7578806 沈阳 16563 4.6012014 北京 18035 5.010123 一、(斜面日均辐射量2.778)/10000 千焦/米 天津 16722 4.6453716,1.1 太阳能与太辐射,城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式(峰值日照时数) 呼和浩特 20075 5.576835 太原 17394 4.8320532 乌鲁木齐
7、 16594 4.6098132 二、(年总辐射量0.0116)/365 千卡/厘米 西宁 19617 5.4496026 兰州 15842 4.4009076 .0.0116是单位转换系数,1.1 太阳能与太辐射,城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式(峰值日照时数) 银川 19615 5.449047 西安 12952 3.5980656 上海 13691 3.8033598 卡.18焦 kal.18J 南京 14207 3.9467046 J=WS W= J/S 合肥 13299 3.6944622 杭州 12372 3.4369416 南昌 13714 3.8097492 注:此
8、表是按公式一计算的,1.1 太阳能与太辐射,城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式(峰值日照时数) 福州 12451 3.4588878 济南 15994 4.4431332 郑州 14558 4.0442124 武汉 13707 3.8078046 长沙 11589 3.2194242 广州 12702 3.5286156 海口 13510 3.753078 南宁 12734 3.5375052 成都 10304 2.8624512 贵阳 10235 2.843283 昆明 15333 4.2595074 拉萨 24151 6.7091478,1.1 太阳能与太辐射,1.1.4 太阳能
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