热力发电厂动力循环工质的基本流程?例如蒸汽流程、凝结水流程、凝结水和给水的流程、疏水的流程

热力发电厂动力循环工质的基本流程?例如蒸汽流程、凝结水流程、凝结水和给水的流程、疏水的流程,第1张

用输煤皮带从煤场运至煤斗中,大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此,煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动,放出热量,最后进入除尘器。

将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内,利用热烟气加热空气。这样,一方面除使进入锅炉的空气温度提高,易于煤粉的着火和燃烧外,另一方面也可以降低排烟温度,提高热能的利用率。

从空气预热器排出的热空气分为两股:一股去磨煤机干燥和输送煤粉,另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内,与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内,再由灰浆泵送至灰场。

火力发电厂能量转换过程:

1、燃料的化学能转化为热能在锅炉设备中实现。

2、热能转化为机械能在汽轮机中实现。

3、机械能转化为电能在发电机中实现。

热电联产的节能分析——对热电联产界定节能指标的探讨东南大学钟史明上海电力设计院 陈效儒南京热电工程设计院 刘龙海摘 要:热电联产的节能机理,我国以热电比,全厂总热效率作为界定热电联产节能指标的分析。经过几年,我国火电机组经济指标逐年提高,本文提出修改(1268)号文中的界定热电厂的数据和热电联产的供电(发电)标煤耗率作为界定节能指标之一及若干具体建议,供参考。关键词:热电联产 热电比 总热效率(燃料利用率) 供电(发电)标煤耗率1、前言原国家计委、国家经贸委、国家环保总局、建设部以急计交能(1998)220号文《关于发展热电联产的若干规定》发布后,起到了推动我国热电事业的健康、有序的发展。为实现两个根本性转变、实施可持续发展战略,促进热电联产事业的进一步健康发展,落实我国《节约能源法》中关于“国家鼓励发展热电联产、集中供热,提高热电机组的利用率”的规定,2000年原国家四部委又以急计基础1268号文下达了《关于发展热电联产的规定》(以下简称《规定》),进行修订和补充,再次重申热电联产节能界定指标。通知发布后,经过宣传、学习、贯彻至今起到了推动我国热电事业更进一步健康、有序发展。但随着我国经济建设的飞跃,电力工业有了飞速的发展,全国装机容量和发电量居世界第二。2000年全国装机容量31932万kW,年发电量13685亿kWh;2005年预计4.3亿kW,27000亿kWh;安全、经济指标逐年提高,全国平均供电标煤耗6MW及以上机组电厂;1990年429g/kWh, 1998年404g/kWh,1999年399g/kWh,2000年392g/kWh,2001年降至385g/kWh,2002年为381g/kWh,去年为377g/kWh。在新的形势下,重新学习四部委220文和1268文,觉得有一些重大问题:如“热电比”、“总热效率”的含义、作用;怎样界定“热电厂”;“供电(发电)煤耗率”的作用和如何考核热电厂;热电成本分摊和热电厂的热、电价如何测定……等等,都得重新学习与研讨。今仅对如何界定“热电厂”的热电比,全厂热效率等作一些分析,提供讨论参考。2、热电联产节能的机理众所周知,热电联产、集中供热的节能机理有二个方面:一方面是热电联产,发电部份的固有的热力学冷源损失用作供热了,从而节约了燃料,称“联产节能”;另一方面是热电厂的大型锅炉热效率比分散供热小锅炉高,从而节约了燃料,称“集中节能”。显然比较的条件是热电联产与分产供应相同的热量和电量,看哪个节约了燃料。汽轮发电供热机组有两种型式,一为背压供热机组,它是纯粹的热电联产,发电的全部冷源损失都用作供热了,所以发电热效率很高,几乎等于锅炉效率乘管道效率;一为调节抽汽供热机组,它是部分的热电联产,仅有一部份的发电冷源损失用作供热,仍有一部份发电固有冷源损失,它的综合发电效率比同参数、同容量纯凝汽机组高,但不一定比高参数大型纯火电机组高,当供热抽汽不多时、甚至比全国6000kW及以上机组全国平均供电(发电)煤耗率还高。但背压机“以热定电”、热电负荷不可调节,热负荷大时,发电多,热负荷小时发电少,只有承担基本热负荷时,才能发挥最佳节能作用:而调节抽汽的抽凝机组,热电负荷可以调节,运行比较灵活,但有部分冷源损失。所以,一个热电厂,一般有这两类机型,以适应各类热负荷和部分电负荷调节的需求。为此,(220)号文、(1268)号文对热电联产是否合格,(是否节能),都作了如下界定:供热式汽轮发电机组的蒸汽流既发电又供热的常规热电联产应符合的总热效率年平均大于45%。热电联产的热电比:单机容量在50MW以下的热电机组,其热电比年平均应大于100%;单机容量在50W至200W以下的热电机组,其热电比年平均应大于50%;单机容量200MW及以下抽汽凝汽两用机组,采暖期热电比应大于50%。3、界定指标的数学模型(1)《规定》中公式总热效率=(供热量+供电量×3600千焦/千瓦时)/(燃料总消耗量×燃料单位低热值)×100%。热电比=供热量/(供电量×3600千焦/千瓦时)×100%实质是:总热效率,分子是能量品位不等的二种能量,一为热量,一为电能;电能是高品位能,电能能100%转变为热能,而热能不可能100%转变为电能,而且有条件地十分困难才可转变成电能,所以,总热效率实质是一次能源的能源利用率,或称“燃料利用率”。令:η总热效率(燃料利用率)100%;Qc年供热量kJ/a;(GJ/a)W年供电量kWh/a;(104kWh/a)B年耗标煤量kg/a;(t/a)Qdw标煤低位热值 kJ/kgβ热电比100%η=Qc+W3600/BQdw (1)β=Qc/W36000 (2)ηCr=Qc/BcQdw 年平均供热效率(3)ηtd=W3600/BdQdw 年平均机组综合供电(发电)效率 (4)B=Bc+Bd式中: Bc年供热耗标煤量t/a Bd年发电耗标煤量t/a从(1)把B=Bc+Bd和(2),(3),(4)式代入化简可得:η=(β+1)/(β/ηCr+1/ηtd) (5)β=(η/ηtd-1)/ (1-η/ηcr) (6)ηtd=η/[β(1-η/ηcr)+1] (7)如按《规定》文中的界定指标:η=45%,β=0.5,β=1.0和β=2.0时,而ηcr≈锅炉效率×管道效率=0.9×0.98=0.882计,代入(5)式求ηtd:ηtd=0.45/(0.49β+1)当β=0.5时,ηtd=0.361,bd=340.7g/kWhβ=1时,ηtd=0.302,bd=407.3g/kWh。可见当η一定,β增大,ηtd降低。1998年6000kW及以上机组全国平均供电标煤耗率435g/kWh,而全厂“总热效率”等于45%,热电比50%,100%时,扣除厂用电率,热电厂机组发电标煤耗率340.7~407.3g/kWh,是界定节煤的。所以当时核定的界定指标数值,应该说是合理的。但随着时间的推移,技术的进步,我国火电机组高参数、大容量高效机组比重迅速提高,年平均供电标煤耗历年下降4g/kWh左右,2003年为377g/kWh,所以,原《规定》界定数值应与时俱进,加以调正修正,提高界定数据,才能起到导向作用,进一步提高节能效益。4、热电联产的节能条件(判据)如前所述,热电联产机组的发电一般可以分为凝汽汽流发电和抽汽供热汽流发电两块。前者由于机组容量一般较小,蒸汽参数较低,其发电效率不如大型纯凝汽机组来得高;但后者由于不存在凝汽(冷源)损失,其发电效率很高,以致于其综合发电效率可能超过大型高效的纯凝汽发电机组,这正是热电联产的生命力所在。今拟以热电联产最常用的调整抽汽凝汽机组为例来与全国6000KW单机容量及以上平均供电(发电)标煤耗进行比较,从而确定热电联产机组在发电这一块上的节能条件。△Bd=W(bpd-bcd)≥0 (8)式中:W为机组总发电量(kWh)bpd为6000kW机组及以上全国平均的发电标煤耗率(计及锅炉效率),(kg/kWh);bcd为热电机组(计及锅炉效率)的综合发电标煤耗率,(kg/kWh);bcd=[Wc bc+(W-Wc)bk]/ W(kg/kWh)式中:Wc为抽汽供热汽流的发电量(kWh);bc为抽汽供热汽流的发电标煤耗率(kg/kWh);bk为凝汽汽流的发电标煤耗率(kg/kWh);由于要求△Bd≥0,可以从(2)式和W=Wc+Wk推导得:Wc/W≥(bk-bd)/(bk-bc)(9)(9)式的物理意义就是热电联产(抽凝机组)在发电这一块上的节能判据表征为抽汽供热汽流的发电量必须占总发电量中的一定份额≥(bk-bpd)/(bk-bc),才能节能。而对于抽汽供热汽流而言,其发电量(以Kj计)与供热量之比可推导为:WC×3600/QC=DC(io-ic)/Dc(ic-tc)=(io-ic)/(ic-tk)即热化发电量:Wc=Qc/3600×(io-ic)/(ic-tc)代入(9)式得热电比β为:β=Qc/Wc×3600≥(ic-tc)/(ioc-ic)×(bk-bpd)/(bk-bc)(11)11)式也可表示为:β=Qc/Wc×3600≥(ic-tc)/(io-ic)×(qk-qpd)/(qk-qc)(11A)式中io,ic,tc分别为新汽、抽汽、和热网返回凝结水的焓值,它们可以根据制造厂提供的参数从蒸汽热力性质表中查得,其中热网返回凝结水焓如无回水可按20℃考虑。式(11)、(11A)就是以热电比β的形式来表示热电联产在发电这一块上的节能判据(临界值)。由于汽轮机厂方提供的性能参数,常常给出汽轮发电机组热耗率(qdkj/kwh),它尚未考虑锅炉效率和管道效率,因此发电热耗率qd:qd=bdQdw/ηglηgl式中 Qdw—标准煤低位热值为7000×4.1868=29307kJ/kgηgl—锅炉效率(链条炉75%,煤粉炉90%,CFB,85%)ηgd—蒸汽管道效率(一般取98%);bd—机组发电标煤耗率(kg/kWh)5、计算示例 (1)比较条件:我国6000kW及以上机组年平均供电标煤耗2003年为377g/kWh,折成热电厂(抽凝机组)供电效率90.2%,发电标煤耗340g/kWh,发电热耗9964.38kJ/kWh,作为热电机组节能界定数据对12MW、25MW和50MW调节抽汽机组几种机型进行具体测算:βmin,Dcmin和ηmin。从(11A)式βmin=(ic-tc)/(io-ic)×(qk-qpd)/(ql-qc)式中:ic抽汽焓,kJ/kg tc供热回水焓,回水20℃,补水温84kJ/kg io新汽焓,kJ/kg qk抽汽机组纯凝工况热耗率kJ/kwh qc抽汽机组抽汽流发电热耗率kJ/kwh qpd全国6000kW及以h 机组平均发电热耗率kJ/kWh(2)例一:C12—3.43/0.981中压中温抽凝机(如南汽Z011机型)io(3.43MPa,435℃)=3305.07kJ/kgic(0.981MPa,313℃)=3080.39kJ/kgtc(t=20℃)=84.0kJ/kgqpd=9964.38kJ/kWh(全国平均发电热耗)qc=3600/ηjjηjd=3600/0.95×0.98=3866.81kJ/kWhqk=11836kJ/kWh/0.9=13151.11kJ/kWh(制造厂机组发电热耗率除锅炉效率后便为厂发电热耗率)ηpd=3600/9964.38=0.362,即调节抽汽机组发电效率ηtd要达到的数值,ηcr=ηjjηjd=095×098=0882,即抽汽汽流部分的发电效率。从(11A)式:βmin=(3080.39-84)/(3305.07- 3080.39)×(13151.11-9964.38)/(13151.11-3866.81)=13.336×0.3432386=4.58 Dcmin=β×W3600/(ic-tc)=4.58×12000×  3600/(3080.39-84)=65.994 ≈66t/hηmin=(β+1)/(β/ηcr+1/ηtd)=(4.58+ 1)/(4.58/0.882+1/0.362)= 5.58/(5.193+2.762)=70.14%计算结果可见:βmin=4.58,Dcmin=66t/h,ηmin=70.14%时,才能与2003年全国6000KW及以上机组发电煤耗相当。查C12—3.43/0.981机组,额定抽汽量50t/h,最大抽汽量80t/h,此时,供汽量必须超过额定抽汽量50t/h≥66t/h时,才可能节能。(3)其余以上各机组计算从略,其结果汇总如后表。(4) NC200/160-12.7/535/535超高压抽凝机(如东方汽轮机厂D35型机)查该机组的纯凝工况机组热耗qk=19792×41868=828651kJ/kWh,机组发电热耗qk=qk/0.9=9207.23kJ/kWh,已小于2003年全国6000kW及以上机组供电标煤耗377g/kWh,发电标煤耗为340g/kWh,发电热耗为:29307×0.34=9964.38kJ/kWh。因而,这种机组即使不抽汽供热目前也是节能的,若是再抽汽供热,则节能效果更佳。6、计算结果分析从以上几种单抽热电机组的计算结果汇总表中可以看出,若使抽凝机组的发电部分节能,首先应尽量选用进汽参数高的高效机组,如200MW抽凝机(两用机组)和高压高温机组(C25、C50机组);同时,可看出降低供热(抽汽)参数,节能的最小热电比(β)和临界总的燃料利用率也可降低。对C50—8.83/0.981 50MW抽凝机来说,为确保节能的最小热电比(80%)和临界总燃料利用率(49.6%)已超过1268号文《规定》的指标(即50%和45%),但只需抽汽量大于50t/h,还是可以节能的;对单抽C25机组,为了节能必须采用高压高温新汽参数,其节能最小热电比为0.963,临界点的燃料利用率为51%,也临近和超过1268号文《规定》的指标,(即100%和45%),其节能最小抽汽量~30t/h;对C15次高压次高温机组,其节能最小热电比为3.51,临界的燃料利用率66.9%,也超出了1268号文《规定》的指标(即100%和45%),其节能最小抽汽量为63.7t/h,超过了额定抽汽量50t/h;对C12单抽供热机组,其节能最小热电比都大于2.7,临界燃料利用率63.7%,均大于1268号文《规定》的指标(100%和45%),其节能最小抽汽量41.5~46t/h。上述计算结果,节能最小抽汽量超过额定抽汽量有C12—3.45/0.981,C15一49/0.981和C25—4.9/0.981机组,显然这些机组应重新设计,才不脱离设计工况,提高机组内效率。7、供电(发电)标准煤耗率众所周知,火电机组考核热经济指标,都是以供电(发电)标准煤耗率为比较准则。热电厂年综合供电(发电)标准煤耗率,我们认为可作为重要的热经济指标,特别是在节能界定上,它起到了十分重要的作用。如前述,ηtd热电机组综合发电效率,相应的综合发电标煤耗率(btd=123/ηtd g/kWh),ηtd( btd)是否与全国6000kW及以上机组相等,就表明其热经济性在发电这一块上的界定数据(临界值)。《热电联产项目可行性研究技术规定》附件2计算方法中年节标煤量的计算公式,也取用供电(发电)标煤耗btd与全国6000kW及以上机组平均供电(发电)标煤耗率相比较而求得:△B={[(34.12/ηgl ηgd+bpd×5.73)-bpr]·Qc+(btd-bpd)(1-ζd)W}×10-3 t/a式中:ζd—发电厂用电率%, bpr—供热标煤耗率 kg/kJ。所以,我们建议热电厂年均综合供电(发电)效率或标煤耗率,应重新列为考核热电厂的热经济指标之一。8、对1268号文《规定》界定热电厂两个指标的再学习从1998年至今,全国火电机组高效大容量机组比重历年增加,6MW及以上机组全国平均供电标煤耗历年减少,几乎每年下降4g/kWh左右。1998年平均供电标煤耗404g/kWh至2002年为381g/kWh,去年下降至377g/kWh,当时界定热电厂最小节能热电比和总的燃料利用率,和相应的最小抽汽量是按当时情况界定的,其指标是略偏低的。当今全国发电技术水平提高了,供电标煤耗下降~23g/kWh,相当于提高了循环发电热效率5.35个百分点,因此,应与时俱进,修改提高1268号文《规定》的两个界定值。今建议:(1)新建扩建机组1对C12供热机组:新汽参数应采用次高压次高温,最小热电比300%,最小抽汽量为45t/h,临界总的燃料利用率65%,才能与当今全国6MW及以上机组平均供电标煤耗相当。2对C25供热机组:新汽参数应采用高压高温,最小热电比为100%,最小抽汽量30t/h,临界总燃料利用率50%。3对C50供热机组:新汽参数采用高压高温,最小热电比为80%,最小抽汽量50t/h,临界总的燃料利用率50%。4对扩建超高压以上高效大型两用机,经测算,不抽汽也比当今6MW及以上机组全国平均供电标煤耗低,所以当有一定热负荷时,经计算可采用这种机型。(2)运行热电机组1运行热电机组达不到新扩建机组βmin,DCmin和ηmin要求时,应限令改造或采用高压迭置改造,或扩大热负荷,降低抽汽供热参数和加强管理,以提高节能效益,增加市场竞争力。2 80年代初期建立的中压中温3MW~6MW抽凝机组,设备已达报废年限,且达不到节能界定数据时,可淘汰一批。3由于总燃料利用率一定时如η=45%,热电比β越大,热电联产机组发电效率的要求就越低,这样就容易被低效的小热电机组(抽凝机)钻空子,可把热负荷报得很大,即热电比β很大,但却采用发电效率很低的抽凝机组而仍可满足总热效率的规定,而且条件不同,对β要求也不同。所以,建议除仍规定β与η的临界值外,热电机组年平均供电(发电)效率,或标煤耗率,应作为考核与界定热电机组指标之一,才可科学引导提高节能效益。参考文献[1]国家计委、经贸委、环保总局、建设部急计交能  (1998)220号文《关于发展热电联产的若干规定》[2]国家计委、经贸委、环保总局、建设部急计基础  (2000)1268号文《关于发展热电联产的技术规  定》[3]热力发电厂重庆大学热力发电厂教研室编 电力  出版社1985.3[4]陈效儒 热电联产的节能分析 200012

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(亦称太阳能热发电)。
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。
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人们需要太阳能
现有能源
随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求 ,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种,即火电、水电和核电。
火电的缺点
火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计,全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。
水电的缺点
水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。 太阳能屋顶发电站
核电的缺点
核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害,而且这一影响并未终止。
太阳能满足新能源的条件
陕西清立新能源:这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。其中,最理想的新能源是太阳能。
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太阳能发电是最理想的新能源
照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。
要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。
目前,太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。
当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵,目前只能限于在卫星上使用。
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太阳能发电的应用
太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散地进行,所以它适于各家各户分别进行发电,而且要联接到供电网络上,使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决,关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律,保证进行太阳能发电的家庭利益,鼓励家庭进行太阳能发电。
日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网,已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象,实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。[1]
据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80%装上太阳能发电设备,便可满足全国总电力需要的14%,如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电,则太阳能发电将占全国电力的30%-40%。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统,需600万至700万日元,还未包括安装的工钱。有关专家认为,至少要降到100万到200万日元时,太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。
不久前,美国德州仪器公司和SCE公司宣布,它们开发出一种新的太阳电池,每一单元是直径不到1毫米的小珠,它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上,就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1,700个这样的单元。这种新电池的特点是,虽然变换效率只有8%—10%,但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实,可以像布帛一样随意折叠且经久耐用,挂在向阳处便可发电,非常方便。据称,使用这种新太阳电池,每瓦发电能力的设备只要15至2美元,而且每发一度电的费用也可降到14美分左右,完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上,每年就可获得一二千度的电力。
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太阳能发电的前景
太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电,并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算,到2000年、2050年、2100年,即使全用太阳能发电供给全球能源,占地也不过为 6511万平方公里、 18679万平方公里、82919万平方公里。82919万平方公里才占全部海洋面积 23%或全部沙漠的 514%,甚至才是撒哈拉沙漠的 915% 。因此这一方案是有可能实现的。
另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想,准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板,上面布满太阳电池,这样便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案。目前虽已用模型飞机实现了短距离、短时间、小功率的微波无线输电,但离真正实用还有漫长的路程。
随着我国技术的发展,在2006年,中国有三家企业进入了全球前十名,标志着中国将成为全球新能源科技的中心之一,世界上太阳能光伏的广泛应用,导致了目前缺乏的是原材料的供应和价格的上涨,我们需要将技术推广的同时,必须采用新的技术,以便大幅度降低成本,为这一新能源的长远发展提供原动力!
太阳能的使用主要分为几个方面:家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等,现在主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。
世界目前已有近200家公司生产太阳能电池,但生产设备厂主要在日企之手。
近年韩国三星、LG都表示了积极参与的愿望,中国海峡两岸同样十分热心。据报道,我国台湾2008年结晶硅太阳能电池生产能力达2.2GW,以后将以每年1Gw生产能力扩大,当年并开始生产薄膜太阳能电池,今年将大力增强,台湾期待向欧洲“太阳能电池大国”看齐。2010年各国及地区有1GW以上生产计划的太阳能电池厂商有日本Sharp,德国Q—Cells,Scho~Solar,拐5威RWESolar,中国SuntechPower等5家公司,其余7家500MW以上生产能力的公司。
近年世界太阳能电池市场高歌猛进,一片大好,但百年不遇的金融风暴带来的经济危机,同样是压在太阳能电池市场头上的一片乌云,主要企业如德国Q—Cells的业绩应声下调,预年今年世界太阳电地市场也会因需求疲软、石油价格下降而竞争力反提升等不利因素而下挫。但与此同时,人们也看到美国.奥巴马上台后即将施行GreenNewDeal政策,包括其内的绿色能源计划可有1500亿美元的补助资金,日本也将推行补助金制度来继续普及太阳能电池的应用。
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太阳能电池发电原理
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。 吉光光电当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
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晶体硅太阳能电池的制作过程
储量丰富的硅
“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
生产过程
生产过程大致可分为五个步骤:a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。
以单晶硅为例,其生产过程可分为: 工序一,硅片清洗制绒
目的——表面处理:
清除表面油污和金属杂质;
去除硅片表面的切割损坏层;
在硅片表面制作绒面,形成减反射织构,降低表面反射率; 利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀,在硅片表面形成3-6 微米的金字塔结构,这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射,增加了对光的吸收;
工序二,扩散
硅片的单/双面液态源磷扩散,制作N型发射极区,以形成光电转换的基本结构:PN结。
POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管,在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换,并扩散进入硅片表面,激活形成N型掺杂,与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下: POCl3 + O2 → P2O5 + Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P
工序三,等离子刻边
去除扩散后硅片周边形成的短路环; 工序四,去除磷硅玻璃
去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃(磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层)。
工序五,PECVD
目的——减反射+钝化:
PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition;
制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜(~80nm);
SiN 薄膜中含有大量的氢离子,氢离子注入到硅片中,达到表面钝化和体钝化的目的,有效降低了载流子的复合,提高了电池的短路电流和开路电压。
工艺原理:
硅烷与氨气反应生成SiN 淀积在硅片表面形成减反射膜。
利用高频电源辉光放电产生等离子体对化学气相沉积过程施加影响的技术。由于等离子体存在,促进气体分子的分解、化合、激发和电离,促进反应活性基团的生成,从而降低沉积温度。PECVD在200℃~500℃范围内成膜,远小于其它CVD在700℃~950℃范围内成膜。
反应过程中有大量的氢离子注入到硅片中,使硅片中悬挂键饱和、缺陷失去活性,达到表面钝化和体钝化的目的。
工序六,丝网印刷
用丝网印刷的方法,完成背场、背电极、正栅线电极的制作,已引出产生的光生电流;
工艺原理:
给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆,通过烧结后形成欧姆接触,使电流有效输出;
正面电极用Ag金属浆料,通常印成栅线状,在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率;
背面通常用Al金属浆料印满整个背面,一是为了克服由于电池串联而引起的电阻,二是减少背面的复合;
工序七,烘干和烧结
目的及工作原理:
烘干金属浆料,并将其中的添加料挥发(前3个区);
在背面形成铝硅合金和银铝合金,以制作良好的背接触(中间3个区);
铝硅合金过程实际上是一个对硅进行P掺杂的过程,需加热到铝硅共熔点(577℃)以上。经过合金化后,随着温度的下降,液
相中的硅将重新凝固出来,形成含有少量铝的结晶层,它补偿了N层中的施主杂质,从而得到以铝为受主杂质的P层,达到了消除背结的目的。
在正面形成银硅合金,以良好的接触和遮光率;
Ag浆料中的玻璃添加料在高温(~700度)下烧穿SiN膜,使得Ag金属接触硅片表面,在银硅共熔点(760度)以上进行合金化。
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聚光太阳能发电
聚光太阳能发电(Concentrating Solar Power)简称CSP,准确地说应该是“聚光太阳能热发电”。
聚光太阳能发电的先行者是美国的吉尔伯特·科恩,在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站,已经成功地为拉斯维加斯供应22兆瓦的电力能源。
聚光太阳能发电继风能、光电池之后,已经开始崭露头角,有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。
基本原理:聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上,再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里,将热量通过此加热循环水,将水加热,产生水蒸气,推动涡轮转动使发电机运转,以此来发电。
聚光太阳能发电与太阳能电池不同,太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能,可以在阴天 *** 作,CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。
不过,即使在没有太阳的夜晚,采用熔融盐储存热量的方法,现在也能解决全天候的供电问题了。
国际能源署(IEA)下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会(ESTELA)和绿色和平组织的预测则较为温和,认为CSP到2030年在全球能源供应份额中将占3%-36%,到2050年占8%-118%,这意味着到2050年CSP装机容量将达到830GW,每年新增41GW。在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%。
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太阳能电池的应用
通信卫星供电
上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。如:太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵(饮水或灌溉)、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家,将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
离网发电系统
太阳能发电[1]控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大,并最终影响系统的可靠性。
蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
逆变器负责把直流电转换为交流电,供交流负荷使用。逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻,维护困难,为了提高光伏风力发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高,逆变器的高效运行也显得非常重要。
产品包括:A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。
并网发电系统
上海力友电气有限公司的可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器[2]直接反向馈入电网的发电系统。
因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
产品包括:A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 (双馈变流器,全功率变流器)
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太阳能发电技术原理
现在,太阳能的利用还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨 道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW。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020kw/㎡,相当于有102000TW 的能量,人类依赖这些能量维持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外),虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。 尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,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。
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太阳能发电网
中国太阳能发电网以互联网作为信息平台,以光伏、光热及太阳能发电行业的整个产业链的企业要闻、行业政策、技术动态、产业观察等信息作为主要内容,是致力于为太阳能发电企业提供行业新鲜、权威的资讯产品,为政府机关、能源企事业单位、科研院所、行业协会、学会提供资讯服务、咨询服务、资本运作、项目合作等综合服务的信息咨询公司。积极利用自身行业优势,探索将新技术、新资源,新媒体进行整合,尝试新思维、新模式有机结合,创新绿色能源发展路径,致力打造成中国太阳能发电企业的权威网站、极
具影响力的行业媒体平台——“中国太阳能发电网”。
《太阳能发电》杂志
《太阳能发电》杂志,是中国太阳能发电网下的专业平媒, 杂志以太阳能发电业界的权威人士为采访对象,每月推出一位重点人物,以探寻名企生产运行的战略方针,对目前国家相关政策的解读等。内设高端访谈、特别企划、阳光资讯、产业研究、技术论坛、国际观察、前沿动态等栏目,努力打造成网刊一体、网刊互动的综合性行业媒体平台。

股票板块主要是按行业、概念、地区分类。其中行业是根据上市公司所从事的领域划分的 比如煤炭、纺织、医药等;地区主要是根据省份划分的;概念是根据权重、热点、特色题材划分的。
股票主要分为以下板块:
(1)指标股:中国石油、工商银行、建设银行、中国石化、中国银行、中国神华、招商银行、中国铝业、中国远洋、宝钢股份、中国国航、大秦铁路、中国联通、长江电力
2)金融、证券、保险:招商银行、浦发银行、民生银行、深发展A、工商银行、中国银行、中信证券、宏源证券、陕国投A、建设银行、华夏银行、中国平安、中国人寿
(3)地产:万科A、金地集团、招商地产、保利地产、泛海建设、华侨城A、金融街、中华企业
(4)航空: 中国国航、 南方航空、上海航空
(5)钢铁: 宝钢股份、武钢股份、鞍钢股份
(6)煤炭:中国神华、兰花科创、开滦股份、兖州煤业、潞安环能、恒源煤电、国阳新能、西山煤电、大同煤业
(7)重工机械:江南重工、中国船舶、三一重工、安徽合力、中联重科、晋西车轴、柳工、振华港机、广船国际、山推股份、太原重工
(8)电力能源:长江电力、华能国际、国电电力、漳泽电力、大唐发电、国投电力
(9)汽车:长安汽车、中国重汽、一汽夏利、一汽轿车、上海汽车、江铃汽车
(10)有色金属: 中国铝业、山东黄金、中金黄金、驰宏锌锗、宝钛股份、宏达股份、厦门钨业、吉恩镍业、包头铝业、中金岭南、云南铜业、江西铜业、株冶火炬
(11)石油化工:中国石油、中国石化、中海油服、海油工程、金发科技、上海石化
(12)农林牧渔:北大荒、通威股份、中牧股份、新希望、中粮屯河、丰乐种业、新赛股份、敦煌种业、新农开发、冠农股份、登海种业
(13)环保: 龙净环保、菲达环保
(14)航天军工:中国卫星、火箭股份、西飞国际、航天信息、航天通信、哈飞股份、成发科技、洪都航空
(15)港口运输:中国远洋、中海海盛、中远航运、上港集团、中集集团
(16)新能源: 天威保变、丰原生化
(17)中小板:苏宁电器、思源电器、丽江旅游、华星化工、科华生物、大族激光、中捷股份、华帝股份、苏泊尔、七匹狼、航天电器、华邦制药
(18)电力设备:东方电机、东方锅炉、特变电工、平高电气、国电南自、华光股份、湘电股份
(19)科技类:歌华有线、东方明珠、综艺股份、中信国安、方正科技、清华同方
(20)高速类:赣粤高速、山东高速、福建高速、中原高速、粤高速、宁沪高速、皖通高速
(21)机场类: 深圳机场、上海机场、白云机场
(22)建筑用品: 中国玻纤、长江精工、海螺型材
(23)水务: 首创股份、南海发展、原水股份
(24)仓储物流运输: 中化国际、铁龙物流、外运发展、中储股份
(25)水泥: 海螺水泥、华新水泥、冀东水泥
(26)电子类:晶源电子、生益科技、法拉电子、华微电子、彩虹股份、广电电子、深天马A、东信和平
(27)软件:用友软件、东软股份、恒生电子、中国软件、金证股份、宝信软件
(28)超市:大商股份、华联综超、友谊股份、上海家化、武汉中百、北京城乡、大连友谊、新华传媒
(29)零售:王府井、广州友谊、新华百货、重庆百货、银座股份、益民百货、中兴商业、东百集团、百联股份、武汉中商、西单商场、上海九百
(30)材料: 星新材料、中材国际
(31)酒店旅游:华天酒店、黄山旅游、峨眉山、丽江旅游、锦江股份、桂林旅游、北京旅游、西安旅游、中青旅游、首旅股份
(33)酒类:贵州茅台、五粮液、张裕A、古越龙山、水井坊、泸州老窖
(34)造纸: 岳阳纸业、华泰股份、晨鸣纸业
(35)啤酒: 青岛啤酒、燕京啤酒
(36)家电:佛山照明、青岛海尔、四川长虹、海信电器、格力电器、美的电器、苏泊尔
(37)特种化工: 烟台万华、金发科技、三爱富、华鲁恒升
(38)化肥:盐湖钾肥、华鲁恒升、沙隆达A、柳化股份、湖北宜化、昌九生化、沧州大化、鲁西化工、沈阳化工
(39)3G: 中兴通讯、大唐电信、中国联通、亿阳信通、高鸿股份
(40)食品加工:双汇发展、华冠科技、伊利、第一食品、承德露露、安琪酵母、恒顺醋业、上海梅林、维维股份、赣南果业、南宁糖业
(41)中药:马应龙、吉林敖东、片仔癀、同仁堂、天士力、云南白药、千金药业、江中药业、康缘药业、康恩贝、东阿阿胶、九芝堂、中汇医药
(42)服装: 雅格尔、伟星股份、七匹狼、豫园商城
(43)通信光缆类:长江通信、浙大网新、特发信息、中创信测、东方通信、夏新电子、波导股份、中电广通
(44)建筑与工程:宝新能源、中材国际、上海建工、中工国际、浦东建设、中色股份、空港股份、安徽水利、隧道股份、腾达建设、新疆城建、路桥建设、中铁二局
(45)玻璃: 福耀玻璃、南玻A、山东药玻
(46)股指期货:厦门国贸、弘业股份、美尔雅
(47)其他:建发股份、鲁泰A、珠海中富、紫江企业
(48)救灾概念:四川金顶、四川路桥、太极集团
(49)创投概念:紫光股份、复旦复华、龙头股份、力合股份、大众公用
(50)三通概念:厦门国贸、厦门空港、厦门港务、福建高速、宁波海运、厦工股份、建发股份、漳州发展、阳光发展、东百集团


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