光伏太阳能介绍.doc

光伏太阳能介绍 doc 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。太阳能光伏基础教材 1 .太阳能太阳是个不停燃烧的巨大火球,表面温度约 6000 ° 内 C, 部温度 *107 ° 以上,它所产生的能量是以电磁波的方式向外 C 输送,称为太阳辐射;太阳想四周所有方向发出的总辐射能量大约 *1026W , 其每平方厘米的太阳表面, 每秒钟放出的能量, 相当于燃烧 亿吨的煤所产生的能量; 距离一亿五千万公里的地球接受太阳能的总量约为 *1018kWh/ 年,仅为太阳总能量的 1/*109, 但全年能量仍有相当于一百亿亿度的电力,为世界年消耗能源的 12000 倍。太阳的年龄约为 51 亿年, 它还可以继续燃烧约 50 亿年。太阳能之所以能成为一种有希望的能源,是因为其具有以下特点: 1. 供给量丰富:地球每小时从太阳获得的能量为 1. 48X1017 卡, 其中 30 %被直接反射回去, 70 %则被地面吸收。据统计,世界全年的耗能总量,只相当于 30 分钟降落于地球的全部的太阳能。 2. 清洁、干净: 化石燃料的使用会形成大量污染气体,如 C02 和 S02 ,原子能发电会给地球和人类造成潜在的核污染。而利用太阳能直接发电, 不影响地球的热平衡, 在确保能量供给的同时解决环境污染的问题. 3. 太阳能的分散性: 太阳光尽管辐射全球,但每单位面积上的入射功率却很小。要得到较大的功率,需要庞大受光面积的发电装置。对于小功率发电问题不大,但对于大功率发电,要涉及的设备的材料、结构、占用土地等的费用问题,目前投资比其他能源高得多。 4. 间歇性: 太阳的高度角一日内及一年内在不断变化, 且于地面纬度有关,即使没有气象的变化,太阳辐射的变化也相当大。因此,太阳能利用的随机性很大。利用太阳能发电必须有相当容量的贮能设备,如蓄电池等,这不仅增加了设备及维护费用, 也限制了功率的规模。总的来说, 太阳电池有许多优点, 但在实际应用时,也存在着许多问题,如: 密度低( 照射于地面的太阳能的最大密度为 1KW / m2) ,单位面积效率低,供给不稳定。因此,在考虑太阳能的利用时,不仅要从技术方面考虑,还要从经济、生态及国家建设的整体方针来研究。 地球大气层与太阳光波的关系太阳光波从宇宙空间进入地球大气层,受到大气的吸收、散射和折射作用。不同的大气状况(大气成分、结构、现象及其各种物理过程中和化学反应机制等差异;大气温度、温度、密度、压强等的梯度和大气湍流等) 和光波在大气传输的程长等因素对不同波段的光波吸收、散射及重发射等不同;不同波段的光波对不同状况的大气的穿透能力也不同。波长大于辐射大气衰减主要由分子造成; 波长小于 4 的则分子散射起了很大作用。考虑到太阳能光伏电池具有吸收某一波段的太阳光子能量的事实,我们试图使其吸收通过不同大气窗口的太阳能波段。利用了红外和紫外滤光片,这样的设想得以很好地实现。虽然在大气窗口处光波仍受到大气的吸收和散射,但不同窗口处大气的成分与吸收带不尽相同。另外, 在不同的气候条件( 季节、天气等)、地理位置( 海陆等) 与太阳高度角时,大气成分及其比例也不尽相同。上述等原因造成了在任一时刻、地域,大气运动状况不同的情况下,地球大气层对同一波段的光波的吸收散射等情况也不尽相同。因此在太阳辐射量一定的情况下,不同时间段, 不同经纬度,不同气候时,传输至地面的太阳光子能量往往是有差异的。具体分类如下: 光波吸收物结论紫外线 O2、云、雾、雪晴天紫外的变化就是臭氧层的变化。可利用接收紫外线强弱研究臭氧层变化。可见光云、雾、雪、气溶胶、 SO2 红外线 H2S 、 NH2 +、 N2O 、 O3 、云、雾、雨等红外线对云雾的穿透力比可见光强。 1. 利用红外线观测低空水蒸气含量进行天气预报。 2. 晴天利用红外线观测大气 CO2 含量,估计温室效应。 。在太阳能光伏电池接收到的波段中,有的波长区是被大气吸收无法到达地面的。但仍有可能透达大气的红外线和可见光波区, 即大气窗口。大致分为以下四个:波长( m )透过波段吸收物 — 全部可见光,部分紫外和近红外 O3、云、雾、雪、气溶胶等 — 部分近红外 H2O 4 附近部分近红外 N2、 CO2 8--14 远红外 CH4 、 CO2 、 O3、 HNO3 、 H2O 即使在没有雾、灰尘或其他特殊物质的大气中,也不存在完全透明的大气窗口。在窗口内仍有许多非常弱的吸收线和中心位于窗口外的非常强的吸收线的边翼。我们试图利用这些窗口,通过在地面上接收到的各波段的太阳辐射能量的多少,来研究地球大气层的状况及大气中 O3、 CO2 、 H2