太阳能论文

第一篇：太阳能论文

综述纳米结构材料在太阳能电池中的应用 作者：Elham n Afsha 摘要：近年来，纳米结构材料，为未来的可再生能源已经开辟了一条很有前途的路线，特别是在太阳能电池。本文考虑了纳米结构材料在提高太阳能电池结构性能和稳定性方面的优越性。这些结构已被用于各种性能/能量控制的版本增强策略。在这里，我们已经调查了四种类型的纳米结构应用于太阳能电池，其中所有被命名为量子太阳能电池。我们还讨论了量子点纳米颗粒和碳碳纳米管量子太阳能电池与传统的太阳能电池竞争的新发展。此外，优点，缺点和纳米结构太阳能电池的产业化进行了挑战。关键词:纳米结构;太阳能电池;太阳能转换;光伏设备 1.介绍

太阳能电池（SCS）或光伏（PV）的设备，收获阳光的能量直接转化为电能。化石燃料，如石油、焦油等，已作为能源的主要来源，但化石燃料资源有限，由于环境退化，每年增加的供应成本。技术和基础设施的发展和改进提供了替代能源和可再生能源，如太阳能，风能，地热能，生物质能，水电，核电等。光伏技术是唯一的替代性可再生能源如风力、生物质能、核能和水电。该技术具有许多优点，相对于其他可再生能源，如，从阳光直接产生电力，在便携式模块的形式提供电力，具有小型到大型兆瓦的发电厂，而不被特殊区域限制。所有这些技术都有望在未来的几十年中对世界的能源供应作出显着贡献。

通过开发技术和理念提高PVS的能量转换效率必须不断扩大为我们未来全球能源的补充，但关键部件，PVS的主要问题是其较高的生产成本和能源消耗。2．光伏的历史和发展

世界上第一个商业化的光伏是基于晶体硅的，它是1954年2月由贝尔实验室的研究人员研制，第一个硅电池的效率约为4%，然后，许多研究人员提出了一个尝试演示的效率约为3 25%非常接近理论极限，在一个阳光下照射31%。如今，今天的大多数商业化的晶体硅基SCS是封装在模块中有14–20%太阳光转换效率。今天,采用硅作为光伏行业最常用的材料的主要原因是,它是第二丰富的元素(氧)地壳的相对廉价的半导体。晶体硅的生产成本相对较低,每公斤0.2美元。然而,硅的光学和电学性质并不是很好的半导体技术和光伏。例如,在制造过程中，间接带隙的Si使得光学吸收和光传输效率低下,如果需要一个最低纯度水平。这些是最重要的原因，不是太阳能能量转换理想的半导体材料。单结SCs(如Si)的效率是有限的31%的主要原因如下:

●透明度的重要部分(20%)较低的太阳光谱的光子能量比带隙;●高能光子的损失由于热热化,运营商和声子散射;●从细胞表面的反射;●无辐射复合带隙之间的转换。

大部分Si SCs被认为是代我技术,而第二代细胞是基于薄膜技术,允许使用薄材料吸收体沉积在基质成本较低,因此降低电池成本。第三代细胞是基于纳米结构和能量转换的概念,有可能实现有限的效率大于单一连接限制。预计这种结构基于纳米粒子能够实现成本水平相似或优于第二代电池技术。第二代细胞,如多结(MJ)pv,允许更大范围的波长的吸收太阳光谱结合不同带隙材料串联堆栈和最大浓度下可以达到71%的效率理论基于2-4和超出许多不同的带隙。现在,这些是昂贵的(> 7 w−1美元),它们用于空间应用程序,以及太阳能发电站地面集中器系统小面积是必要的。3.纳米SCs 这是串联细胞的效果可以结合在一种材料中的高效率和低成本的半导体。所有这些问题都是我们对新技术和新概念的一个新的问题。串联的方式影响细胞可以组合在一个高效和低成本的半导体材料。必须注意的是，在太阳能转换领域的纳米技术的权力。对应用于SCs的后四个类型的纳米结构进行了调查;●纳米复合材料(3 D), ●量子井(2 D), ●纳米线和纳米管((准)1 D), ●纳米颗粒和量子点(量子点)[(准)0 D]。

这些结构被用于各种性能/能量转换增强策略。每种类型提到的现象将很快解释;将纳米级荧光粉颗粒吸收光谱的一部分,转换为更适合SC的能量称为纳米复合材料系统能源转换器。第一个3 D纳米应用的例子,色素增感太阳能电池光伏设备(DSC),最初是由Greatzel和奥雷根。这种结构,结合新的分子吸收,有助于提高DSCs 性能,一些公司试图扩大到模块级别。此外,DSCs液态电解质的存在激发了开发聚合物SCs的工作。

Nanu等人，喷涂CuInS 2复合（CIS）和TiO 2纳米颗粒在石墨/纳米二氧化钛电极结构完成了结构致密的二氧化钛膜由透明导电氧化物（TCO）约有5%的能量转换效率。作者展示了创建纳米复合材料。纳米结构的另一种形式是纳米晶硅的使用更换无定形硅或将它们结合在一起的串联结构。这种结构的晶界，显著提高复合中心浓度以及重组的概率因为载流子要遍历很多界限高表面积。

量子威尔斯也具有高的吸收，由于较高的密度，导致高的短路电流的带边的高密度。多量子威尔斯插在基于三–V的材料主要是GaAs和相关合金如AlGaAs和InGaAs SC器件的有源区，一直关注了好几次。下一个二维受限的纳米结构，即纳米线和纳米管提供准或真实的一维结构。

纳米线作为一个直接的路径不存在晶界的电荷传输，从而导致增强的性能相比，纵横比接近1:1的纳米结构的应用。他们提供了一个更直接的路径，电荷传输的接触，而树枝状的纳米线结构，可以提高光的收获。例如，杨和他的同事表明与基于DSC的最大功率转换效率1.5% AM1.5光下纳米TiO2相比短路电流密度的增大。此外，纳米线还提供了增强的光吸收特性的潜力。tsakalakos等人，已经显示出这种效果直接在硅纳米线的制备直接在熔融石英衬底上

阿撒托斯和同事显示的所有无机纳米棒SC组成的层上沉积的CdTe纳米棒的CdSe纳米棒。这些电池产生的功率转换效率为1%，并进一步烧结的纳米线的复合膜，允许更好的粘附/接合的纳米线的接口产生的效率约3%的细胞。

总之，纳米线和纳米棒未来的供应链设备显示出巨大的前景，剩余的技术挑战，包括适当的表面钝化，分流和高品质的接触。碳纳米管（碳纳米管）也被证明能产生光伏效应。李等，显示一个单独的碳纳米管的二极管，静电掺杂在分裂栅场效应晶体管的结构，是一种理想的P N结一理想因子。他们已经得出结论，碳纳米管没有表面状态，因为碳键的石墨烯结构的碳纳米管是饱和的。这种装置被证明具有小的光伏效应，估计功率约5%的转换效率。碳纳米管也正在探索作为电极。在所有提到的纳米结构，量子点已经成为如此著名，由于它们的潜在的实施在各种光伏应用和增强计划。对该量子点在基于两大概念的SC结构这一特性可以通过特殊性能的纳米结构改性后的现实。●多激子产生(MEG)或碰撞电离(II): 在这个概念中,高能量光子能量大于两个带隙应通过II产生两个或更多的电子空穴对的效果。量子化的量子点纳米级别的概率是一个好主意来增强这种效果。Nozik理论上首次提出这个概念。

最近的硒化铅和PbS纳米晶体实验表明,它确实是可以用数量的激子单光子吸收。实践方面,包括电荷分离等,需要额外的基础研究。●中间带的概念: 中间带源于集成量子点的量化水平。这个概念可以解决一个大问题，有着悠久的历史，在供应链的材料设计。如果一个中间能带中间能带通过主机材料带隙，可以利用光子的间隙可以利用。这样的能带结构会有一个有限的效率超过60%，因此它有很大的希望。制这个很有前途的方法，通过在量子点嵌入在p-i-n结构的有源区结构，引入了一个中间带的半导体，是类似于卢克和同事的做法的差距。4 结论

有一个光伏技术实现用户社区，提高电池的效率。同时降低成本将是至关重要的，如果光伏技术被广泛用于初级或二次能源需求。

未来发展的纳米结构的南海将关注未来发展的供应链效率。

利用纳米结构材料的物理和化学性质的纳米结构材料的动机出现了。流形的研究活动一直专注于纳米结构材料在太阳能转换领域的应用。特殊的物理效应，涉及到纳米级的规模，增加有趣的宏观特性。目前调查，正如上面所讨论的，直接相关的纳米结构材料的新现象。由于纳米技术是一个领域的相当大的研究活动，这一发现可能引发太阳能技术的主要兴趣。Review on the application of nanostructure materials in solar cells Elham N.Afshar(Department of New Technologies, University of Tabriz, Tabriz 51566, Iran Georgi Xosrovashvili Department of Engineering, Ilia Chavchavadze State University,Kutaisi, 4600 Tbilisi, Georgia Rasoul Rouhi and Nima E.Gorji ∗Department of New Technologies, University of Tabriz, Tabriz 51566, Iran)Abstract: In recent years, nanostructure materials have opened a promising route to future of the renewable sources, especially in the solar cells.This paper considers the advantages of nanostructure materials in improving the performance and stability of the solar cell structures.These structures have been employed for various performance/energy con-version enhancement strategies.Here, we have investigated four types of nanostructures applied in solar cells, where all of them are named as quantum solar cells.We have also discussed recent development of quantum dot nanoparticles and carbon nanotubesenabling quantum solar cells to be competitive with the conventional solar cells.Fur-thermore, the advantages, disadvantages and industrializing challenges of nanostructured solar cells have been investigated.

第二篇：太阳能结业论文

TAIYUANG 太阳能的开发与利用

太阳能作为一种能源，与煤炭、石油等化石能源和核能等相比，有着普遍性、无害性、长久性、巨大性的独具特点。根据目前世界上已探明的可采储量和能源的年消耗量来计算，占世界能源供应40%的石油资源再过40-50年左右就将耗尽，而化石能源在转换过程中造成的污染也带来越来越尖锐的生态危机。我国不仅是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国。年排放SO2近2000万t，酸雨面积已占国土面积的30%，空气质量达标城市仅占1/3，流经城市的河段70%受到不同程度污染，固体废弃物堆存量已达70多亿吨。尽快遏制生态环境恶化状况，改善环境质量已成为我国可持续发展亟待解决的问题。转变经济增长方式，发展循环经济，建设节约型、环境友好型的社会迫在眉睫。由鉴于此，作为地球上最重要的绿色可再生能源——太阳能，其开发利用潜力巨大。国外概况及趋势

太阳能的利用分为广义和狭义两种。广义的太阳能利用指对太阳辐射能及其所产生的其它自然能,如水力、风能、潮汐能、海洋温差和生物质能等的转化与利用;狭义的太阳能利用指对太阳辐射能的直接转化和利用[3]。本文仅讨论狭义的太阳能利用。太阳能的直接转化和利用技术主要是通过转换装置把太阳辐射能转换成热能、电能等方式实现的，由于光电转换装置通常利用半导体器件的光伏效应原理实现，因此又称太阳能光伏技术。20世纪50年代，太阳能利用领域出现两项重大技术突破:一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池;二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层,为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。自上世纪7O年代以来，随着常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，纷纷制定了明确的长、中、短期的战略发展目标。美国、日本、德国相继实施了“阳光计划”和“万户、百万户太阳能屋顶计划”，法国、英国、意大利等欧盟国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。20世纪90年代以来联合国召开了一系列太阳能高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划，进一步推动全球太阳能的开发利用，使其成为各国制订可持续发展战略的重要内容。

太阳能热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。塞浦路斯和以色列人均使用太阳能热水器面积居世界首位，分别为1 m2/人。日本和以色列太阳能热水器户用比例分别为20%和80%，但世界太阳能热水器的平均户用比例还非常低，约1%-2%。世界太阳能建筑发展迅速。据统计，建筑能耗占世界总能耗的1/3，其中空调和供热能耗占有相当大的比例。试验表明，太阳能建筑节能率大约75%左右，是太阳能热利用的重要市场，因此太阳能建筑已成为最具发展前景的领域之一。太阳能热发电技术同其它太阳能技术一样，在不断完善和发展，但其商业化程度还未达到热水器和光伏发电的水平。目前世界光伏发电主要集中在日本、德国和美国3个经济强国，约占世界光伏发电市场的 80％。据专家估计，21世纪世界太阳能利用将具六大趋向：一是光伏发电产业将继续以高增长速率发展。预计到下世纪中叶, 光伏发电将成为人类的基础能源之一；二是太阳能热发电将在2020年左右初步实现商业化；三是太阳电池组件成本将大幅度降低；四是光伏产业向百兆瓦级规模和更高技术水平发展；五是薄膜电池技术将获得突破；六是光伏系统和建筑结合将使太阳能光伏发电向替代能源过渡，成为世界能源结构组成的重要部分[4]。国内概况及趋势

20世纪70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国也产生巨大影响。1975年，在河南安阳召开的“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。此后，我国政府一直把研究开发太阳能技术和推广工作列入国家计划，一些大学和科研院所，相继开展太阳能课题研究,成立研究室，有条件的地方开始筹建太阳能研究所。太阳能利用已广泛应用于工农业生产中，尤其以太阳光热转换技术产品最多，如太阳能热水器、太阳能干燥器、日光温室、太阳房、太阳灶、太阳能采暖和制冷系统等。主要体现：一是太阳能热水器。成为我国太阳能利用中应用最广泛、产业化发展最迅速的领域。太阳热水器技术性能得到进一步改善，其应用方式已由季节性、间歇式应用发展到全天候、连续性应用。据不完全统计，截止到2004年，全国太阳热水器使用保守累计量约6300万m2，年销售量为欧洲的10倍，达1200万m2，都位居世界第一。但户用比例仅为3%，与日本和以色列等国家相比，差距很大;二是太阳能建筑。我国自20世纪70年代开始被动太阳房采暖建筑的研究开发和示范, 其采暖节能效率为60%-70%，至今已建成建筑面积约1 000万m2，每年可节约20-40万tce。太阳能热利用与建筑一体化技术开发取得实质进展，但在技术水平上同国外还有相当大的差距。根据国家建设部的建筑节能规划，争取在2010年和2030年分别实现民用建筑太阳房达到10%和30%，其开发利用前景广阔;三是太阳能热发电。其研发工作始于20世纪70年代末，目前还没有试验样机。

我国的光伏发电研究始于上世纪50年代末，80年代中后期，通过引进国外太阳电池生产线和关键设备，初步形成4.5MW的生产能力。“九五”期间国产晶体硅电池效率达到了11-14%，比“八五”时期提高2%。经过20 多年的发展，我国光伏组件生产成本不断降低、市场不断扩大、装机容量逐年增加，1999年底累计约15MW。应用领域包括农村电气化、交通、通信、石油、气象、国防等。特别是光伏电源系统解决了许多农村学校、医疗所、家庭照明、电视等用电，对发展边远贫困地区的社会经济和文化发挥了十分重要的作用。但在总体水平上同国外相比还有很大差距，尤其是在向生产力转化和应用领域方面差距很大。表现为：一是生产规模小；二是技术水平较低；三是专用原材料性能有待进一步改进；四是成本高；五是市场培育和发展迟缓。根据专家预测：21世纪我国光伏发电在采用2种发展模式的情况下，即年增长率约15%的常规模式或在政策法规驱动下年增长率约25%的快速模式，在2030年左右光伏技术的发电成本在几乎整个电力市场上都具有竞争力。太阳能资源开发利用存在的主要问题

(1)缺乏统一、可持续的战略支持政策

主要表现在三个方面：一是政府决策尚停留在宏观层面上，缺乏统一、具体的战略目标和指导方针；二是缺乏宁夏太阳能开发利用总体战略布局及短、中、长期发展规划；三是缺乏制定强制性的适用本地区太阳能开发利用的政策和规定。(2)缺乏系统、完善的经济激励政策

主要体现在四个方面：一是缺乏完善的对投资者、用户及相关产品的补贴政策；二是缺乏系统的税收优惠或强制性税收政策；三是缺乏优惠的价格政策；四是缺乏低息（贴息）贷款政策。

(3)缺乏新能源应具有的战略位置

(4)资源优势转化为经济优势的差距较大

虽然部分的太阳能资源丰富，具有得天独厚的优越条件，但太阳能资源开发利用状况与国外相比差距悬殊。不仅与欧美等国家相比差距悬殊，就是同一些发展中国家相比也有很大的差距。

(5)缺乏保障机制

一是无统一的组织管理机构。多年来，我区的太阳能等新能源与可再生能源的管理工作分散在多个部门，如发改委、经委、农业厅等都设有专门的处室负责其中的一部分工作，形成职能交叉、资金分散、重复建设、政出多门；二是对太阳能等新能源与可再生能源资金投入太少。我区太阳能等新能源与可再生能源建设项目目前还没有规范地纳入各级政府财政预算和计划；三是缺乏项目支持。国家与地方应积极组织倡导太阳能开发利用项目，以使之持续、稳定发展。

(6)认识不到位、信息不畅通

一是对开发太阳能等新能源与可再生能源战略意义认识不足，宁夏太阳能的开发利用行动大多体现在政府的文件和应对国家需求上；二是在太阳能等新能源研究开发方向上，仅仅表现出国家的积极性，我区地方或企业界基本没有介入或介入甚少；三是太阳能等新能源与可再生能源信息不畅，导致此方面的信息难以掌握。符合国情的太阳能资源开发利用对策及建议

(1)加强立法工作：从法律和政策层面保证太阳能等可再生能源的发展。我国各级政府的有关部门应根据《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国清洁生产促进法》等相关法律、法规的相关规定，研究、制定适宜我区的具体实施方案和细则，并进一步明确我区各个地区太阳能等可再生能源发展的合理比例，从而形成一套上下配合、互为补充、完整有力的政策体系。

(2)制订发展规划：邀请国内外知名专家，汇集国内精英，共商太阳能发展大计，谋划符合国情的太阳能开发利用战略目标和指导方针，研讨制订太阳能开发利用总体战略布局及短、中、长期发展规划，提出战略措施，部署战略任务。

(3)规划经济激励政策：各级政府要从补贴、税收、价格、低息（贴息〕贷款政策等方面，建立系统的、完善的、可操作性强的经济激励政策，一定要明确享受国家优惠政策的对象应具备的条件以及享受优惠条件后应达到的经济目标和技术目标等。

(4)创建研发基地：切实加强应用基础研究，高度重视实用技术的研发和创新，提高太阳能等新能源与可再生能源的应用基础理论研究水平。建议选择国内具备一定研发能力和经济实力的企业，邀请国内有关知名专家或企业参与，并以此为基础，组织建立竞争、流动、开放的太阳能等新能源研究所，政府在资金、项目、经济政策方面给予一定的倾斜，为提高我国太阳能开发利用综合实力提供有力技术支撑。

(5)建立保障机制：首先应理顺关系，建立统一的组织管理机构。将我国的太阳能等新能源与可再生能源的管理工作统一规划在一个管理部门，强化各级政府的宏观调控力度；其次应加大太阳能等新能源与可再生能源资金投入。将我国太阳能等新能源与可再生能源建设项目纳入各级政府财政预算和计划，将有限资金集中使用，引导促进其向产业化、市场化方向发展；第三是建立落实配套项目支持机制。对各级政府开展的太阳能开发利用项目，均应落实配套项目资金及人力、物力的支持，以保障其可持续发展。

(6)适宜途径及技术:结合我国实际建议短期内从日光温室、太阳能热水器、太阳能碱水淡化、太阳能枸杞干燥室、太阳能养鱼、育苗等技术项目入手,在农村能源建设、太阳能与建筑结合、示范推广太阳能专项计划、建立多能互补、相互协调的供能和用能体系等方面重点开展技术开发和利用工作。

(7)建立宣传培训机制：扩大宣传教育，提高全社会，尤其是各级政府领导和企业家的环境意识，增强其参与太阳能等可再生能源研究开发的能力及主动性。并将太阳能等可再生能源的宣传、教育和培训列入各级政府的工作计划，配备专项经费，建立长效机制，营造利用循环经济，建设节约型、环境友好型社会，实现可持续发展的人文环境。

第三篇：创新创业论文-空间太阳能研究

Central South University

空间太阳能的研究

学院名称 : ******************

专业班级 : ***************

学生姓名 : *****************

学生学号 :

**************

指导导师 : ***********

2013年03月9日 星期六

空间太阳能电站及无线能量传输

摘要：空间太阳能电站是一项非常庞大的系统工程，几乎牵涉到各个技术行业。它能为人类社会提供源源不断的能源，从而彻底解决能源问题。而无线能量传输技术是空间太阳能电站的主要关键技术，亟待突破。

关键词：空间太阳能电站，无线能量传输技术，能量

Abstract：Space solar power stations is a very huge system engineering, involving almost every industry.It can provide a steady stream of energy for human society, so as to thoroughly solve the energy problem.The wireless energy transmission technology is the main key of space solar power technology,and it needs to break through.Key words: Space solar power station Wireless energy transfer technology energy 0.引言

随着人类社会的快速发展，人类所面临的能源问题和环境问题越来越突出，地球矿物资源的大量开采与消耗, 使石油、煤炭等资源日趋短缺，据估计包括化石能源在内的所有能源储量仅能够人类使用100～200年左右。目前全球原油年消耗量约为35亿吨，而亚洲的原油尤其是中国的年消耗量正在激增中。在今后25年中，全球原油平均每年消耗将达50亿吨，足以把现已探明的全部储量耗尽。中国人均能源消耗约为世界人均能源消耗的1/2,为发达国家的1/10，为美国的1/13,比其他任何国家更快遇到能源短缺问题。我国如不及早地开展从根本上解决能源问题的研究 能源危机将会严重制约我国经济的发展，甚至威胁到国家的安全。另外过量消耗矿物燃料造成地球生态环境的恶化, 也促使人们寻找新能源和各

种可再生能源；再者世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大。由于空间太阳能具有能流密度大、持续稳定、不受昼夜气候影响、洁净、无污染等优点, 且随着人类征服太空能力的加强,利用空间太阳能发电SPS（Solar Power from Space）已越来越受世界各国的关注。

而对于其他类型的能源如风能、潮汐能、水电能、地面太阳能、地热能等都由于各种各样的限制而无法为人类提供全面的能源需求，而剩下的可供选择的就只有核聚变能和空间太阳能，而核聚变能在50年能否实现商业化还是一个问题，而空间太阳能电站在20～30年内有可能实现商业化，且大气层外没有云层、雾、尘埃等，太阳光线不会被减弱，强度是地面上的7～15倍。且太阳光的辐射能量十分稳定，在静止轨道上建设的太阳能电站1年中99%的时间是白天，其利用效率比在地面上高出6～15倍。所以，太阳能空间站的使用将极大缓解人类社会的能源紧张局面。空间太阳能的概念及发展现状

1.1 空间太阳能概念的提出

1968年，美国的Peter Glaser博士提出了太阳能发电卫星（Solar Power Satellite，简称SPS）。其基本构想是在地球外层空间建立太阳能发电卫星基地，利用取之不尽的太阳能来发电，然后通过微波将电能送到地面的接收（天线）装置，再将所接收的微波能束转变成电能供人类使用。空间太阳能发电系统基本由三部分组成：太阳能发电装置、能量的转换和发射装置以及地面接收和转换装置。

太阳能发电装置将太阳能转化成为电能；能量转换装置将电能转换成微波或激光，并利用天线向地面发送能量；地面接收系统利用地面天线接收空间发射来的能量，通过转换装置把其转换成为电能供人类使用。整个过程经历了太阳能一电能一微波一电能的能量或者太阳能一激光一电能转变过程。

1.2 空间太阳能的发展现状

1.21国外空间太阳能的发展现状

美国在20世纪70年代，投入约5000万美元进行空间太阳能电站和关键技术研究，并且提出5GW的“1979 SPS基准系统”方案。1995年7月，NASA开展了重新评估SPS可行性的研究，并提出多种创新方案。1999年，NASA在2年内投资2200万美元，开展“空间太阳能探索性研究和技术”的计划，提出SPS未来发展的技术路线图计划于2020年实现10MW系统的空间验证。2001年后，NASA和美国科学基金会共同出资开展“空间太阳能电站概念和技术程度研究”。2007年美同国防部组织专家完成了《空间太阳能电站作为战略安伞的机遇》中期评估报告。报告对于美国政府组织开展夺间太阳能电站研究提出4点建议：①要有效的进行组织，以解决SPS研制存在的问题；②要为SPS的商业发展清除主要的技术风险；③为SPS的研制创造一个有利的政策、制度和法律环境；④政府应成为SPS早期的验证者、研制者和用户，并且激励其持续发展。

日本是能源极缺的国家，从20世纪80年代就开始进行SPS概念和关键技术研究。目前共有200多名科学家参加15个技术工作组，90年代起陆续推出SPS2000、SPS2001、SPS2002、SPS2003、分布式绳系SPS系统等概念设计，并且重点在微波传输、激光传输、材料及空间机器人技术方面开展工作。2003年2月27日，日本

提出“促进空间太阳能利用”计划，已列为国家计划，目标是在20～30年后实现商业化，目前已经提出在2030年实现1GW商业系统运行的技术路线图。

欧洲在1998年开展了“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究”计划，提出了名为太阳帆塔的概念设计。2002年8月，欧空局先进概念团队组建了欧洲空间太阳能电站研究网，重点在高效多层太阳电池、薄膜太阳电池、高效微波转化器、轻型大型空间结构等先进技术方面开展研究工作。1.22 国内空间太阳能的发展现状

近年来，我国在发展地面太阳能可再生能源方面做了大量的工作，但利用规模还十分有限，发展空间太阳能发电技术、解决太阳能的大规模利用问题才是我国发展的主要方向。作为空间太阳能发电的主要关键技术，WPT在能量传输方面起重要作用。我国在雷达技术研究、应用方面具有一定基础，激光技术也已成熟。微波技术、激光技术在许多方面得到了应用，表明我国在WPT技术上已具有相当基础。我国已具备了太阳能电池的技术基础与空间应用能力。尽管就我国的目前空间技术水平相比还存在许多差距，但就空间工业基础来讲，我国已具备建设 太空太阳能电站所需空间技术的潜能。

2、空间太阳能电站系统方案

国际上已经提出几十种空间太阳能电站概念构想，总得来说空间太阳能电站概念可以分为两大类：一类是非聚光式，另一类是聚光式，而这两类又分别可以分为平台式和分布式。平台式非聚光空间太阳能电站的典型代表是美国提出的“1979 SPS基准系统”；分布式非聚光窄间太阳能电站的典型代表是日本提出的“分布式绳系太阳能电站卫星”；平台式聚光空间太阳能电站的典型代表是美国提出的“集成对称聚光系统”；分布式聚光空间太阳能电站的典型代表是日本提出的“SPS2003”。从发展趋势上，空间太阳能电站概念的发展重点是从系统的轻型化、模块化等方面开展工作，同时要重点解决系统的散热和空间大功率电力的传输难题。下面给出几种典型的空间太阳能电站概念。

2.1 1979 SPS基准系统

1979年美国提出第一个空问太阳能电站概念，名为“1979 SPS基准系统”。

该设计方案为在地球静止轨道上布置60个发电能力各为5GW的发电卫星，总设计目标为300GW，约为美国电负荷的一半，系统主要性能参数见表1。

表1 1979 SPS基准系统主要性能参数

系统采用桁架式太阳电池阵结构设计，体积和重量均较大，是后来的SPS概念设计的基础。设计微波波束到达地面时的功率密度很小，波束中心约为23mW／cm2，边缘只有1mW／cm2，对人、畜和庄稼不会造成危害。

2.2 集成对称聚光系统

NASA在20世纪90年代末的SERT研究计划中提出新一代的名为“集成对称聚光系统”的设计方案，结构示意图见图2。采用了薄膜聚光设计，薄膜聚光采用O．5mm厚的Kapton膜，表面太阳光反射率达到0．9，聚光膜到光伏电池的集光率为4．25。设计将聚光太阳阵与微波发射天线布置在很近的位置，可以大大减小空间电力传输系统的体积和质量。

图2 集成对称聚光系统

2.3 日本空间太阳能电站方案概念

日本在空间太阳能电站研究中提出了多种方案，主要包括SPS2001、SPS2002、SPS2003、分布式绳系太阳能电站卫星概念等(见图3)。

其中SPS2001采用了聚光系统，并且创新性的提出将太阳电池、微.波转换装置和发射天线集成为夹层结构，大大简化了结构设计和空间装配的难度，但散热问题

极难解决。在SPS2002方案中，改进了SPS2001的夹层结构，将太阳电池、发射天线布置在同一面，另一面作为热辐射器，可以大大改善热控的效果，但给能量转化效率和电池兼容性带来一定问题。SPS2003方案是在SPS2002方案的基础上，在辐射面后面增加了太阳屏，更加有利于系统的散热。SPS2003的另一个重要特点是各部件将采用编队飞行的方式保持相对位置稳定，是一个真正的分布式系统。分布式绳系太阳能电站卫星概念减小了单个模块的复杂性和重量，更有利于系统的构建和组合。其基本单元由尺寸为100m×95m的单元板和卫星平台组成，单元板为太阳电池、微波转换装置和发射天线组成的夹层结构板。每个单元板的总重约为42．5t，微波能量传输功率为2．1MW，单元板和卫星平台间采用4根2-10km的绳系悬挂在一起。由25块单元板组成子板，25块子板组成整个系统。

2.4 太阳帆塔

欧洲在1998年开展了“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究”计划，提出了太阳帆塔概念，主要参数见表2。表2 欧洲太阳帆塔基本概念

该方案设计基础是基于美国提出的太阳塔概念，但采用丁许多新技术，主要是采用了可展开的轻型结构——太阳帆，可以大大降低系统的总重量、减小系统的装配难度。每一块太阳帆电池阵为一个模块，尺寸为150m×150m，发射入轨后自动展开，在低地轨道进行系统组装，再通过电推力器运往地球同步轨道。

3.空间太阳能电站的关键技术

3.1 低成本、高效率、强抗辐射的光电能量转换

需要发展聚光太阳电池和薄膜太阳电池，以减轻产品质量，增强抗辐射能力，降低生产成本。

3.2 低成本的地面与轨道间的运输

运输成本与每次发射的有效载荷包装的大小有关。大包装（80t）有利于减少发射和太空组装次数，但需研制重型运载器；小包装（20t左右）则可利用成熟的运载器或运输系统，节省成本，但运输和空间组装次数相应增加。当前使用的运载火箭和航天飞机的发射成本仍然居高不下，平均在20000美元/Kg以上，应尽量使之降到400美元/美元以下。空间太阳能电站体积大、重量大，需要多次发射到近地轨道(LEO)进行组装，再送往地球同步轨道(GEO)。冈此，空间太阳能电站系统需要两类空间运输技术：低成本大运载近地运载器，高性能轨道问推进系统。目前最大的运载火箭包括美国的土星五号和俄罗斯的能源号运载火箭，近地轨道运载能力超过100t。而目前广泛使用的商用运载火箭，包括“德尔塔”、“质子”、“阿里亚娜”和“长征”等，近地轨道运载能力从11．2—25．0t不等。为了节约成本，有必要发展大刑的可重复使用的运载丁具。高比冲、长寿命的电推进系统是空间太阳能电站最有前途的空间轨道转移推进方式。美国已经研制50kW霍尔电推力器，需要进一步研究大推力的电推进系统，以适应空间太阳能发电站的需求。

空间太阳电站的太阳能发电考虑两种形式，即光电转化形式和热电转化形式。上世纪90年代，考虑到热电转换的较高效率，在空间站的电源系统设计中曾对空间太阳能热动力系统进行了广泛研究。随着光电转化技术的进步，其较高的效率(已经成熟的空间太阳能电池的效率接近30％)和高可靠性使得空间太阳能电站的太阳能发电更多的立足于光电转化。目前。从空间太阳能电站的需求来看，为了提高系统的效率，降低系统的质量，研究重点是发展聚光太阳电池和薄膜太阳电池技术，以提高能量转换效率，减轻产品重量，并需要进一步增强抗辐射等

空间环境适应能力，降低生产成本。其中聚光太阳电池最为看好，也是目前空间太阳能电站系统较多采用的方案。图4为美国的SERT计划给出的与空间太阳能电站发展目标相对应的太阳能发电技术目标。

图4 太阳能发电技术目标

3.3 无线能量传输技术

无线能量传输技术是空间太阳能电站最关键的技术。无线能量传输主要有微波和激光两种，激光穿过大气时损耗太大，故目前主要考虑用微波。首先，要提高微波发生器将电流转化为微波的效率，提高地面硅整流二极管的接受和转化效率，以及其它微波器件的效率。其次，要解决微波波速的生成和指向控制技术。第三，要确定微波频率的选择。无线能量传输技术是空间太阳能电站的主要关键技术，在空间将太刚能转换成电能后，进一步转换为微波或激光，通过WPT传输到地面，再通过微波或激光接收装置转换回电能。目前来看，微波无线能量传输技术相对更为可行。1964年，一个2．4kg重的无线电力传输直升飞机进行了验证，接收功率达到270W，飞行高度为15m。1975年，更大功率的微波电力传输试验在美国的JPL试验成功，传输距离达到1．6km，接收功率达到30kW，接收端的直流转化效率达到0．84。13本已进行了几次空间微波电力传输试验，主要研究微波

波束在空间等离子体环境下的相瓦作用。激光传输能量集中，所需的接收设备小，造价便宜，且可以直接转化为氢等存储起来。但是，激光穿过大气层时，有能量损耗，在恶劣气候条件下不能使用，而且大功率的激光技术目前还有许多难点，需要进一步研究才能应用。日前无线能量传输技术研究的重点是大功率、高效率、长寿命的能量转化器件技术，这对于降低系统的质量、减小热控等的复杂性都非常重要。

3.4空间技术

1)空间组装、维护和维修技术

空间太阳能电站系统体积和重量巨大，需在近地轨道进行空间装配，而且系统在轨工作寿命达30～40年，在全任务周期内，面临着大量空间碎片和微流星体等的威胁，此外由于空间太阳能电站运行时问长，其携带的燃料有限，需要进行在轨加注，维护任务需求很大，需要研究结构和部件模块自主组装技术、空间无人维护和维修技术。2006年1月22 13，日本成功发射了Furoshiki卫星，多个卫星在空间释放后，相互展开形成天线网格，之后整个系统旋转，以保证天线网格的张力。天线网格搭建完毕后，机器人就可以在网格上工作以建造相控阵天线。主要验证新型自主空间展开天线和空间机器人技术。

2)姿态控制及波束指向控制技术

空间太阳能电站的面积将达到几十平方公里，在运行过程中，既要保证太阳电池阵尽可能对日定向，又要保证微波波束与地面接收天线精确定向，给系统的姿态控制和波束指向控制带来很大的难题。特别是波束指向控制技术对于空间太阳能电站的安全有效运行极其重要。

3)热控材料及热控技术

空间太阳能电站中的光、电、微波能量转换过程中所产生的热量排散是方案设计中的主要技术难题之一，而适合的工作温度又是保证系统长期正常工作的必要条件，采用合理的热控方案和热控材料对于提高系统可靠性、降低系统质量具有重要意义。

4)空间电力管理与输送技术

空间太阳能电站的输出功率达到GW级，其电流十分强大，如果采用常规技术，需要大量的电缆、绝缘材料和散热材料，严重影响到空间太阳能电站的重量和成

本。需研制高温超导输电电缆、长寿命高可靠制冷器、高效直流变换器及新型的绝缘、散热材料等。

5)轻型、长寿命的结构及其部件

空间太阳能电站的体积巨大，工作寿命长达30年以上，为降低发射成本，需研制超轻型的展开式结构、充气膨胀结构和创新的多功能结构以及耐空间辐射环境的轻型复合材料。

6）太空自主组装及机器人

未来在太空建造太阳电站时，简单的、规范化的组装任务由结构和部件模块自主完成，复杂的组装、维修和服务任务由机器人辅助完成。要在航天飞机和国际空间站遥控操作臂的基础上，发展遥控机器人，继而研究6自由度的机器人。

7）结构与部件的高度模块化和批量生产

太阳电站的结构与部件需制作成大小适中，具有高包装效率的模块，使其能用成熟的运载器或运输系统发射，便于在太空自主装配、在轨维修和更换。

8）微波传输能量的分析

目前来看，微波无线能量传输技术相对更为可行。1964年，一个2.4kg重的无线电力传输直升飞机进行了验证，接收功率达到270w，飞行高度为15m。1975年，更大功率的微波电力传输试验在美国的JPL试验成功，传输距离达到1.6km，接收功率达到30kw，接收端的直流转化效率达到0.84。日本已进行了几次空间微波电力传输试验，主要研究微波波束在空间等离子体环境下的相互作用。在地球大气层外，太阳在单位时间内投射到日地平均距离处，且垂直于射线方向地单位面积上地全部辐射能，叫做太阳常数。美国宇航局标准取太阳常数为135.3mW／cm2。美国的“参考系统”太阳能空间发电卫星设计位于地球同步轨道，发射时的能量密度为23mW／cm2；日本设计的SPS2000位于低轨道，发射时能量密度为57.4ｍW／cm2，到达地面时的能量密度为0.9ｍW／cm2。目前国际上关于微波使用的安全性标准：美国和西欧为10mW／cm2；日本为5ｍW／cm2。所以传输电能的微波不会对地球表面生物造成伤害。同时，SPS不会引起致命的病变，在这方面也不会有大规模杀伤性。这也就意味着，“作为武器，水枪比SPS更有效。”Moss认SPS“微波光束列始终在接收站的绝对控制下，稍稍偏离天线的精

确轨道，就会迅速关闭。并且，最重要的是，接触微波能并不会致命。它不象激光那样具有热‘攻击性’，也不象X光辐射那样离子化

微波的频率为2.45GHz或5.8GHz，这是分配给工业，科学和医疗使用的频率，不会对通讯造成影响。但是空间太阳能发电卫星发出的微波束穿过电离层和大气层到达地面时，大功率微波将与空间等离子体、大气粒子相互作用，在波束通过的区域和临近区域引起一些变化，如电子被加热，电离度增大，激励产生等离子体波等；同时微波束的特性也将被改变。这些问题需要研究和实验。

激光传输能量的分析：激光方向性强、能量集中，所需的接收设备小，造价便宜，且可以直接转化为氢等存储起来。利用激光可以携带大量的能量，可以用较小的发射功率实现较远距离的输电。有关研究选择激光的优势在于。所需的传输和接收设备是微波所需的1/10。不存在干扰通信卫星的风险--使用微波却存在这种问题。不足点之一是障碍物会影响激光与接收装置之间的能量交换。在恶劣气候条件下不能使用，使用激光不能像微波那样穿过云层能量会在中途丧失一半。用激光传输能量整个过程首先在太空中把太阳光直接泵浦成激光，或先把太阳光转换为电能再转换成激光。第二步，把激光发射回地面。第三步，把激光转换成电能或直接转化为氢等存储起来。

一些国家开展了太阳能直接泵浦固体激光器的研究，包括美国、日本、以色列、中国等，但是转换效率都很低，远远未达到商业化应用阶段。

4、总结以及个人看法

（1）我国以及世界的能源现状表明，发展空间太阳能电站是解决未来的能源需求，优化能源结构的合理选择。

（2）太阳能空间电站有巨大开发价值，但在关键技术上需进行重点攻关，加快发展载人航天及空间站技术和无线能量传输技术。

（3）如果从现在起开展空间电站各种相关技术的准备工作，可能在20年左右 时间内实现太阳能空间站的商业化。

（4）在研究外太空的太阳能利用，全国甚至全世界的科研机构应该团结协作，尽快把关键技术弄好，以解决全球的能源问题。

第四篇：太阳能光伏发电论文太阳能发电论文太阳能路灯论文

太阳能光伏发电论文太阳能发电论文太阳能路灯论文.txt熬夜，是因为没有勇气结束这一天；赖床，是因为没有勇气开始这一天。朋友，就是将你看透了还能喜欢你的人。本文由lvyanbing01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。

国内电力科技信息

广西电力建设科技 信息 2008 年第 1 期(总 122 期)年底, 我省风电装机容量已达到 50 万 kW。在酒泉市, 年风力发电量已达 8 亿 kW h, 风电装 机容量占全国的五分之一, 成为全国五大风力发电场之一。

转载自 中国电力 网!? 2008-02-19 2010 年苏沪沿海将建成百万千瓦级风电基地

国家发改委网站公布了我国 可再生能源发展# 十一五? 规划!。规划!指出, # 十一五?期 间, 我国将在经济较发达的江苏、上海、福建、山东和广东等沿海地区加快开发利用风能资源, 尤其在苏沪沿海连片建设大型风电场, 形成百万千瓦级风电基地。而根据我国可再生能源发 展# 十一五?规划, 2010 年苏沪沿海地区风电装机容量达到 100 万 kW 以上。根据 规划!, 推动百万千瓦风电基地建设、持风电设备国产化和进行近海风电试验, 是# 十 一五?期间我国发展风电的重点。其中, 将在苏沪沿海、河北张家口坝上、甘肃安西和昌马、内 蒙古辉腾锡勒和吉林白城等风能资源条件好、电网接入设施完备、电力负荷需求大的地区兴建 百万千瓦级风电基地。在风能资源和电力市场优良的地区建成数十个 10 万 kW 级的大型风 电场。规划!强调, 在进行大型风电场、特别是百万千瓦风电基地建设时, 要支持风电设备国产 化。具体做法是, 重点扶持几个技术创新能力强的国内风电设备整机制造企业, 全面提高国产 风电设备零部件的技术水平和制造能力。同时建立国家级试验风电场, 支持风电设备检测和 认证能力建设。根据最新风能资源评价成果, 全国陆地上的技术可开发风能资源约 3 亿 kW。2003 年以 来, 国家组织开展了全国风能资源评价和风电场选址工作, 同时实施了风电特许权项目。政府 承诺落实电网接入系统和全额接受风电发电量, 以上网电价和风电设备的本地化率为条件, 通 过招标选择投资者。# 十五?时期实施了三期招标工作, 确定了总装机容量 160 万 kW 的风电 项目。为了加快风电的规模化发展, 国家采取了特许权招标方式推进大型风电项目建设, 并促进 风电设备本地化生产和风电技术的自主创新。截至 2005 年底, 全国已建成并网风电场 60 多 个, 总装机容量达到 126 万 kW, 为风电的大规模发展奠定了基础。

转载自 中国电力 网!? 2008-03-19 海南太阳能发电潜能抵 51 个三峡电站

日上午, 海南省政协委员孙业生在政协海南省五届一次会议大会发言时呼吁: 大规模 5 广西电力建设科技信息 2008 年第 1 期(总 122 期)国内电力科技信息

推广开发太阳能光伏产业, 把海南建设成为一个独具光伏产业特色的岛屿和人居环境。打造海南光伏岛 孙业生在题为 借太阳之能举全省之力打造海南# 光伏岛?!的发言中说, 据预测, 全世界石 油储量只够开采 30~ 40 年, 天然气约 60 年。能源安全日益上升到国家安全的高度。各国纷 纷开发清洁环保的新能源以解决能源危机。而海南省无论是太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的储量都相当丰富, 尤其是太阳能, 是海 南省最适宜大规模开采的清洁能源。据建设部有关资料显示, 我省年均日照天数 225 天, 一年 光照时长可达 2400h 以上, 太阳年总辐照量 4500~ 5800M J/ m 2。如果一年到达海南地表的太 阳能都被利用来发电的话, 则一年可发电 43750 亿 kW h, 比 51 个三峡水电站一年的发电总 量还要高。推广使用清洁能源 孙业生委员在发言中也指出, # 我省发展太阳能经济的基础较好, 在全省推广使用清洁能 源, 可行性很高。? 据调查, 目前, 海南省生产、组装太阳能热水器的厂家有 20 多家, 省内大部分高档酒店、宾 馆, 以及医院等热水需求量大的单位, 普遍安装了太阳能热水器。一些企业积极利用太阳能技 术解决能源需求, 比如中国城拟用屋顶安装太阳能光伏发电系统, 将其改造成为低能耗示范建 筑。太阳能路灯也走上了市政道路和一些公共场所、三亚市政交通站改造安装建设了太阳能 候车亭 % %我省# 十一五?发展规划, 提出大力发展新能源技术;省# 十一五?科技发展规划, 也 将开发利用太阳能资源列入重点发展专项。孙业生委员说, 海南丰富的太阳能资源吸引了不少有远见的企业。比如排名全球第三、中 国第一的无锡尚德太阳能公司, 目前正积极与海南拓成太阳能有限公司开展合作, 计划在我省 建设光伏电站。目前, 省发改厅已同意两家公司联合在三亚建设 15MW、洋浦 10MW、海口 10MW 光伏并网电站。建议发展光伏产业 孙业生提出了发展太阳能光伏发电产业的建议: 全面进行全省太阳能资源的普查评估。尽快制定海南光伏产业发展的总体规划, 争取把太阳能作为海南省未来的支柱能源;加大对太 阳能利用知识的普及, 加强公众环境教育, 在全社会形成利用新能源、保护环境的良好氛围;制 定优惠的产业政策, 扶持太阳能产业发展。研究制定海南省太阳能产业发展规划、措施, 将光 伏发电等大型的利用太阳能的建设项目纳入省级财政预算和计划, 科学制定合理资金比例和 增长速度以保障太阳能产业的可持续发展;选择起点高、技术能力强的太阳能企业, 扶持其发 展成为太阳能光伏发电的龙头产业。在今年内, 积极协助海南省企业争取将其三地 35M W 光 伏并网电站建设列入国家 300M W 的光伏发电总体规划, 以获得国家资金支持;有选择性地建 设太阳能示范小区、示范街道、太阳能示范建筑, 大力推广使用太阳能路灯、太阳能热水器、太 阳能空调等;建立太阳能利用技术研发中心。

转载自 海南日 报!? 2008-01-29 6 1

第五篇：太阳能学习心得

太阳能发电系统学习心得

太阳能发电类型

利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能 发电）。

太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。

太阳能热发电是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。结构和工作原理

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是“光伏--建筑(照明)一体化”技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。太阳能发电原理

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1.1 太阳能电源系统

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。(1)电池单元：

由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2)电能储存单元：

太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

1.2 控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的“向日葵”式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。

1.3 DC-AC逆变器

逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流

电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照

明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。2 效率

在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率见表1。

表1 转换效率

实验室典型电池 商品薄膜电池

各种太阳能电池 ηmax(%)各种太阳能电池 η(%)

单晶硅 24.4 多晶硅 16.6

多晶硅 18.6 铜铟镓硒 18.8

GaAs(单结)25.7 碲化镉 16.0

a-si(单结)13 铜铟硒 14.1

充分利用太阳能是绿色照明的重要内容之一。而真正意义上的绿色照明至少还包括：照明系统的高效率，高稳定性，高效节能的绿色光源等。