1.求关于太阳能光伏的论文
太阳能电池工艺简介及厂房建设总结 我公司从02年开始,先后承接过目前国内太阳能电池行业主流公司的一系列项目(从硅片制造到组件生产),通过完成这些项目的设计、施工和二次配,我公司无疑已成为业内承接太阳能电池生产厂房的最专业公司。
我自己还见证了以上某项目从破土动工到正式投产,甚至停产改造的所有过程,也曾去过兄弟太阳能项目,通过现场的亲历和对这些公司施工图的研读,对太阳能电池的生产工艺及厂房及建设略知一二,愿在此与大家探讨。 一、工艺简介 在上一次《太阳能电池的一些资讯》中,对于生产原理,我已经做过叙述,太阳能电池生产工艺一般分为:扩散前清洗、扩散、扩散后清洗、刻蚀、PECVD,丝网印刷,烧结,分类检测和封装。
扩散前清洗的目的在于制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过强酸和强碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。相关设备有无锡瑞宝,德国RENA,深圳捷佳创,这些设备中最好的是RENA,因为他不光卖设备,还卖制绒工艺的专利。
所使用的介质有HF,HCL,HNO3,NaOH,Na2SiO3和乙醇等。动力源有自来水,纯水,压缩空气,氮气,工艺冷却水,废水,热排风和酸排风。
扩散的目的在于形成PN结。硅片含硼,是P型结物质,需要往里面掺杂磷,使电子发生移动,形成PN结空穴。
所使用的介质有POCL3,N2,O2。动力源有压缩空气,氮气,工艺冷却水,热排风和有机排风。
使用的设备是高温扩散炉,厂商有SVCS,TEMPRESS,长沙48所等。该道工艺有洁净要求,需要在洁净室内运行。
因为扩散炉内的石英管需要清洗,所以需要增加一种石英管清洗机。 扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃,即SiO2和 P2O5的混合物,所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。
动力源有氮气,压缩空气,纯水,HF,热排风,酸排风,废水等。设备有深圳捷佳创。
刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开,防止短路。目前国内所使用的设备几乎都是长沙48所的。
动力源有CF4,N2,NH3,热排风,有机排风。 PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜,增加折射率,同时掺杂H元素,使缺陷减少,还可以保护硅片。
所用设备有德国的ROTH&RAW平板式PECVD设备,还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。动力源有SiH4,NH3,氮气,压缩空气,工艺冷却水,热排风,硅烷排风等。
丝网印刷的目的在于印刷导电电极。先印背面,再印正面。
目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线。动力源有真空,压缩空气,热排风,有机排风等。
烧结的目的是把电极烧结在PN结上。高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜,形成合金。
所用设备有美国DESPACH等。动力源有压缩空气,工艺冷却水,热排风,有机排风等。
分类检测的目的在于把电池片按照效率进行分类。目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI检测仪。
动力源有真空,压缩空气。 最后一道工艺就是热塑包装。
二、厂房建设经验总结 一条年产量25MW的生产线,设备占地至少需要1100平方米,而国内厂商一般很少有只计划一条线的公司,所以太阳能电池生产车间净面积都在2000平方米以上。按照16小时甚至24小时生产来计算,工艺人员不下于百人,所以相应的办公室,更衣间,食堂,宿舍,卫生间等设施都不能太小。
外线动力站(制冷,供热,纯水,空压,真空,空调,工艺冷却水,消防,变配电,自控,通讯等)房总面积不小于2000平方米。厂房和动力站房有钢筋混凝土框架结构,多层建筑的,也有钢结构加金属复合板单层建筑的,但布置工艺和动力设备的楼层,因管线众多,层高都较大,至少是7米。
以下经验总结均以50MW生产线为例。 电源是整个工厂的首要条件,仅工艺和动力设备用电功率就在1800KW左右,必须有可靠的电能供应。
PECVD设备,制冷机,空压机,空调风机和循环水泵是用电功率较大的设备。 工艺纯水的用量在15吨/小时左右,水质标准都要达到中国电子级水的技术指标GB/T11446.1-1997中EW-1级。
工艺冷却水用量也在15吨/小时左右,水质中微粒粒径不宜大于10微米,供水温度宜在15-20℃,供水压力5巴左右,应有可靠的温度,供水压力控制,最好采用变频泵。 压缩空气用量在400NM3/H左右,如果空气品质要求较高,如需要达到压缩空气质量等级的1级甚至更高要求,建议使用无油空压机。
如果露点温度要求苛刻,干燥机建议使用组合式。真空排气量在300M3/H左右,水环式真空泵虽然便宜,但是效率下降的也快,不推荐使用。
氮气和氧气如果靠近大的气体供应站,一般采用液体储罐供应的方式,初投资低,氮气储罐20立方米左右,氧气10立方米足够。特殊气体如硅烷等,考虑安全因素,单独设置一个特气间还是很有必要的。
空调系统的空气处理方式则视具体土建情况而言,可以采取组合式空气处理机组集中处理,也可以采用干盘管进行分散处理。生产车间出扩散区外,温湿度均只要满足人体舒适性即可,建议冬夏能有一定变化,这样既可节能,又让人能适应室内外温度变化,不易感冒。
扩散区由于对洁净度要求较高,需要设计独立。
2.科技小论文 太阳能
科技小论文:《太阳能的优缺点》 太阳能(Solar)一般指太阳光的辐射能量。
在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,并不断向宇宙空间辐射能量,这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应,可以维持几十亿至上百亿年的时间。
太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值,其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期,就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。
发展到现代,太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。 1、太阳能的优点 (1)普遍:太阳光普照大地,无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。
(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。 (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。 2、太阳能的缺点 (1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。
平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。
因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。 (2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。
为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。 (3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。
但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
3.谁能给我篇太阳能电池板的毕业论文
水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用 1 引言 1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池,其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。
染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极,其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度,且具有足够大的比表面积,能够吸附大量的染料,并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用,许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。
在纳晶TiO2 的三种晶型中,锐钛矿相的光电活性最好,最实用于染料敏化太阳能电池中,所以在制备纳晶TiO2 时,金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。 对TiO2 纳晶的生长,许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。
Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶,其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是,如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。
在本章中,采用水热法基础上,分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。 2 实验主要药品和仪器 钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶(TBP)、OP乳化剂(Triton X-100)(AR,均购于中国医药集团上海化学试剂公司);敏化染料(cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2],SOLARONIX SA.);四甲基氢氧化铵(TMAOH)(25 %)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)(20 %)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)(10 %) (均购于中国医药集团上海化学试剂公司);可控温磁力搅拌器(C-MAG HS4,德国IKA);马弗炉(上海实验电炉厂);100 W 氙灯(XQ-100 W,上海电光器件有限公司);导电玻璃基片(FTO,15 Ω/cm2,北京建筑材料研究院);X 射线粉末衍射仪(XRD) D8-advance(Bruker 公司);扫描电子显微镜(SEM)S-3500N(日本日立公司);透射电镜(TEM)JEM-2010(日本);红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer;紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。
3 实验部分 3.1 纳晶TiO2 的制备 根据文献的制备方法[6-11],把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟([H2O]/[Ti(OBu)4] = 150),过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。 在强烈搅拌下,把所得到的沉淀加入到pH=13.6的含有有机碱的溶液中,在100 °C搅拌24小时,得到半透明的胶体。
将得到胶体装入高压釜(填充度小于80%)。在200 oC水热处理12小时。
水热处理后,得乳白色混合物并伴有鱼腥味,这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯,经50 oC浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100,搅拌至均匀,得稳定的TiO2纳晶浆体。
3.2 纳晶薄膜电极的制备 将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖,通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12],中间留出约1*1 cm2空隙,将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物,冷却至80 ?C,经过仪器测量,薄膜的平均厚度在6微米左右。
将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在TiO2上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜,制备的薄膜平均厚度在4.5微米左右,将其重新用透明胶带覆盖,把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。
空气中自然晾干后,重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在1.5微米左右,热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。
3.3 DSSC 的组装 以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极,以镀铂电极为对阴极[13],将染料敏化电极与对阴极用夹子固定,在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以0.5 mol/L LiI+0.05 mol/L I2+0.2mol/L TBP为溶质的液态电解质,封装后即得到染料敏化太阳能电池。 3.4 光电性能测量 采用100 W氙灯作为太阳光模拟器,其入射光强Pin为100 mW/cm2。
在室温下进行测量,记录其短路电流ISC和开路电压VOC,并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 3.5 表征与分析 采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构,测试条件为:Cu Kα(λ=1.5405 ?),电压:40 KV,电流:40 mA。
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4.求一篇"谈太阳能对未来的积极影响"为题的论文
太阳能作为一种可再生的新能源,越来越引起人们的关注。
光伏发电是太阳能利用的一种方式,因其节能和环保的效果,受到广泛的重视。最近几年光伏发电发展迅速,光伏技术不断进步,光伏发电的成本不断的降低,各国纷纷出台各种政策支持,使得光伏发电成为最近几年发展最迅速的产业。
各国纷纷出台相关的政策和规划,积极发展光伏产业。在国际大环境下,立足国内的能源现实,中国政府也出台相关政策支持可再生能源的发展。
长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。
其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。
再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。
特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。
1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。
目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。
美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。
该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达 40%—50%。 俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。
一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。
另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。 对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深1.2米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。
在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。
在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国 263个社区安装1000个太阳能系统。
目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。
由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。
由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。 在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。
1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。
中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系。
5.太阳能的利用论文
太阳能 长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。
我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。
因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。
正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。
从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。 1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。
此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。
在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。
今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。
俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。
按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。
对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深1.2米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。 在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。
美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。 在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。
如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。
太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。 由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。
随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。
在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。
我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。
目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。
经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产。
6.关于太阳能的开发与利用的论文急用
太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。
它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。
太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。 太阳电池发展概况 太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。
与太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。 硅太阳电池的发展,始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功,次年便被用做电信装置的电源,1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。
宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。与此同时,地面用太阳电池的研究也在不断开展,特别是1973年的能源危机,又大大加速了地面太阳电池的发展。
许多国家为开发、利用太阳能电池,为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中,大多数都配备了太阳能电池系统。
第一颗人造卫星上天,是光伏技术开发利用的起点,经过近五十年的发展,它已形成一门新的光伏科学与光伏工程。无论是在宇宙飞行中的应用,还是作为地面发电系统的应用,从开发速度、技术成熟性和应用领域来看,光伏技术都是新能源中的佼佼者。
太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。 太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。
1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为1。2MW,主要是用在太阳光照好的边远地区。
到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到4。 5MW,累计安装量已超过20MW。
我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。
这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。 光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。
目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种,这三种电池约各占1/3的市场,我国目前有7个太阳电池生产线,主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳电池的效率在12-13%,多晶硅太阳电池在10%,非晶硅太阳电池在5-6%。
晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为45元/瓦,非晶硅太阳电池组件为25元/瓦,仍为常规能源的几倍,但在无电地区及拉线不方便的地方,已产生了良好的经济效益。
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这个请参考:新能源影响的研究表明太阳能发电非常理想 一项根据能源使用的影响为未来能源排序的研究发现生物燃料是最糟糕的选项。
根据这项分析,使用乙醇导致了最多的气候破坏、空气污染、陆地和野生生物的破坏,以及化学废物。该研究称这是“首次对已经提出的全球变暖、空气污染和能源保障的大规模解决方案的全面比较性评估”,它考虑了利用11种不同的能源为3种新技术汽车提供能量的影响。
这些汽车使用电池、氢燃料电池或者乙醇燃料。 它权衡了它们对于全球变暖、空气和水污染以及热污染(例如电厂把冷却液中的热传递给水)。
它还考虑了它们对于水资源供应、陆地使用、野生生物和资源可用性的影响。研究还考虑了对能源保障、核扩散、死亡率以及营养不良的间接影响。
该研究发现为电池汽车提供能量的风力发电的表现最佳。这一组合在7个问题上都表现最好,“包括最重要的问题——降低死亡率和气候破坏,”该研究的作者、美国斯坦福大学的大气/能量项目的负责人Mark Jacobson说。
风电为燃料电池汽车提供能量的组合稍逊于前者。 居于第二层次的是利用太阳光伏发电或聚光太阳能发电(把大片太阳光聚集成高能量的光束)以及地热、潮汐和波浪发电的电力的电池汽车。
第三层次包括利用氢能源、核能、使用碳捕获和贮存技术的煤电厂提供电力的电池汽车。 两个液体燃料选项——玉米-E85和纤维素-E85乙醇——排在最后。
但是约旦原子能委员会的燃料循环委员Ned Xoubi说:“发展中国家急需能源。能获得的可持续的、廉价的、清洁的能源的最佳选择是核能。”
“它是全世界最有竞争力的能源之一,比风电成本更低,需要的土地更少。” 埃及开罗的国立研究中心的生物技术专家Magdi Tawfik Abdelhamid说:“没有科学理由把生物燃料放在最糟糕的能源选项的清单上。
发展中国家利用海藻生产生物燃料可以被认为是一种廉价、对环境友好的能源,它不会危及粮食安全。” 该研究发表在上月(12月1日)出版的《能源和环境科学》杂志上。
中国太阳能发电遭遇现实困惑 开发利用太阳能发电,使之成为能源体系中重要的替代能源可以说是人类能源战略上的终极理想,而现实中,要实现太阳能发电市场化的利用,让阳光的照射成为现实可用的能源,却是另一个令人困惑的话题。 “未来的供电将从集中电源发展为分散又相互联系的电力系统,就像现在的互联网。
每家都利用太阳能独立发电,同时又通过线路与大型电网相连。当太阳能出现短缺的时候,可以通过电网获得补充;当自家电能过剩时还可以向电网传送电力。”
国家能源局可再生能源司副司长史立山给记者描绘了一幅未来能源使用的理想画面。“那时,火电等常规能源将充当替补角色,人类面临的化石能源枯竭和环保问题将得到解决。
这是未来能源系统发展的方向。” 对抗30亿吨年耗煤量的终极希望 在国家发展与改革委员会大院里,有这样一个有趣的现象:院内的路灯都是太阳能照明,这样的路灯清洁、宁静,没有污染。
像这样的路灯,在发改委院内共有100千瓦。 “中国要解决自身发展的能源和环境矛盾问题,太阳能是一个非常好的替代能源,它不仅是中国的未来能源,也是世界的未来能源。”
中科院电工研究所研究员马胜红说:“目前,中国年消耗煤已经达到25亿吨,而我们必须把年耗煤量控制在30亿吨以内,以减少对环境的破坏。目前,国家在大力开发风能、水电等能源,按照科学测算,如果把风能和水电全部的潜能开发出来,依然难以满足未来能源需要。
因此,太阳能以其洁净持久性具有不可比拟的优势。” 史立山说,目前中国的太阳能发电利用主要在三个方面:一是建设太阳能光伏发电,解决边远地区的人口用电,2002年至2003年通过政府投资50亿元建设太阳能发电,解决了1000个乡近200万人口用电问题;二是在城市中结合大型建筑建设一批分散并网的小型太阳能发电厂;三是利用西部比较丰富的沙漠、戈壁资源,建设一批太阳能发电站。
“伸手可得的温暖”在成本面前裹足太阳是一个巨大无尽的能源之源,只要伸出手就能触碰到阳光的温暖,太阳能仿佛离我们很近。开发利用太阳能,使之成为能源体系中重要的替代能源可以说是人类能源战略上的终极理想,而现实中,要实现太阳能发电市场化的利用,让阳光的照射成为现实可用的能源,却是另一个令人困惑的话题。
目前,中国光伏发电使用量很少,2007年年底发电装机只有10万千瓦。根据中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会等机构共同发布的《中国光伏发展报告》预计,如能得到稳定的政策支持,到2030年,中国太阳能光伏发电装机容量将达到1亿千瓦,年发电量将达到1300亿千瓦时,相当于少建30多个大型火电厂,不仅节约大量煤炭、石油等不可再生资源,而且对节能减排,保护环境将起到重要作用。
“太阳能光伏发电发展最大的现实难题是成本,中国目前光伏发电成本是常规能源发电的十倍。”史立山说。
史立山分析说,太阳能发电有一个非常值得研究的能源价格体系,最关键的是硅原料的价格。硅原料的价格占太阳能发电生产总成本的三分之一以上近二分之一,它的成本有很多人。
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对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。
目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。
中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。
据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54*108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27*109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3*108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。
与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。
燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。
因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。
如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。
另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径1.墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。
我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16W/(m2·K),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。
因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。2.门窗节能 外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。
其节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
(2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。
而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。
户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。 (4)设置“温度阻尼区”。
所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均。
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