1、清洁能源 总述 能源之母 太阳能 魔鬼与天使 核能 氢能源 总结 一 .总述 清洁能源是不排放污染物的能源,包括核电站和“可再生能源”,可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能等,可再生能源不存在能源耗竭的可能,因此日益受到许多国家的重视,尤其是能源短缺的国家 可再生能源是最理想的能源,可以不受能源短缺的影响,但也受自然条件的影响,如需要有水力、风力、太阳能资源,而且最主要的是投资和维护费用高,效率低,所以发出的电成本高,现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法,相信随着地球资源的短缺,可再生能源将发挥越来越大的作用。 二、 能源之母
2、 太阳能 太阳能即太阳辐射能,它是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。 目前人类所能够 使用 的能源形式 太阳辐射能的直接利用 与其他能源相比,太阳能具有独特的优点: ( 1)它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣,因而不污染环境,被称作“干净能源”。 ( 2)到处都可以得到太阳能,使用方便、安全。 ( 3)成本低廉,可以再生。 ( 1)对可见光的利用 主要的利用途径是光电转换,即把太阳能直接转换成电能。这是人们目前对太阳能利用的主要方式之一。太阳能电池就属于这种转换方式。传统的太阳能电池利用太阳光中高达九成以上的可见光。 太阳能电池 太阳能电池主要以半导体材料为基础,利用
3、光照产生电子空穴对,在PN结上可以产生光电流、光电压的现象(光伏效应),实现光电转换。硅是最合适最理想的太阳能电池材料。 按照所用材料的不同分为: 硅太阳能电池 (单晶硅、多晶硅、非晶硅) (光电转化效率高,成本高,制备工艺复杂!) 以无机盐如砷化镓、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池 (镉:剧毒。铟、硒:稀有元素) 功能高分子材料制备的大阳能电池 (处于研发初期、转化效率低、使用寿命短) 染料敏化纳米晶体太阳能电池 (正在研发) 太阳能电池的应用 太阳能电池的发展方向 材料与器件结构的研究与开发 各种太阳能电池材料研究 杂质与缺陷的转换效率及稳定性影响 使用薄膜技术和剥离技术。 大规模生
4、产技术的开发 跟踪与聚光 储电及 并网发电结合 并网发电已占 50% 以建成多个兆瓦级的电站, 100MW规模 VS太阳能热发电站 与建筑物结合 架设太阳电池组件 日本: 1994-2000年 2万套屋顶光伏系统 185MW ;七万屋顶计划 280M 美国: 19972010年 百万屋顶计划 3025MW 发电成本 6美分 集成在建筑材料上 曲线形屋顶瓦、垂直幕墙、窗用玻璃 太阳能发电站 太阳能光伏发电系统主要由太阳电池阵列、贮能蓄电池、防反充二极管、充电控制器及逆变器、测量设备等组成。 太阳能发电站一旦建成,不需要运行投资即能运用 ,但出初期投资较高。 加利福尼亚一家太阳能发电站中的太阳能反射装置