第十四講 化學能源與太陽能

1、1化學與社會化學與社會 chemistry and society化學化工系化學化工系2第十四講 化學電源與太陽能3能源分類一次能源二次能源常規(guī)能源新能源煤制品洗煤，焦炭，煤氣石油制品汽油，煤油，柴油 燃料油，液化石油氣電力，氫能，余熱，沼氣，蒸氣等可再生能源水能非再生能源如煤炭，石油 天然氣，核裂變燃料可再生能源太陽能， 風能，生物質能 非再生能源核聚變燃料 油頁巖，油砂4化學能源化學能源1太陽能太陽能2514.1.1 化學能源概況化學能源概況化學能源：將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，俗稱電池電化學研究對象主要有：電子導電回路電子導電回路電解池回路電解池回路原電池回路原電池回路6a. volta

2、(伏特）伏特）1745-1827volta pile(1799)14.1.2 電化學科學的簡史電化學科學的簡史 (simplified history of electrochemistry)781799年年 volta 電堆發(fā)明電堆發(fā)明1800年年 nichoson、carlisle用用volta電堆電解水電堆電解水1826年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)ohm定律定律1833年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)faraday定律定律1870年年 helmhotz提出提出雙電層理論雙電層理論1887年年 arrhenius 電離學說電離學說1889年年 nernst提出提出電極電位公式電極電位公式1905年年 tafel氫氫超電勢

3、超電勢半經(jīng)驗公式半經(jīng)驗公式1940年代年代 動力學方法研究雙電層，動力學方法研究雙電層，電極過程動力學電極過程動力學1960年代年代 以后以后 量子電化學量子電化學914.1.3 電化學科學的在實際生活中的應用電化學科學的在實際生活中的應用 (application of electrochemistry in life)a. 電化學工業(yè)電化學工業(yè)氯堿工業(yè)：氯堿工業(yè)：電解水制氫氣和氧氣電解水制氫氣和氧氣濕法冶金：堿金屬堿土金屬濕法冶金：堿金屬堿土金屬電鍍以及電解加工電鍍以及電解加工10b. 化學電源化學電源 zn(s)|znso4|hcl|agcl(s) | ag(s)2( ) zn(s)zn

4、2e ( ) 2agcl(s)2e2ag(s)2cl 凈反應2zn(s)2agcl(s)2ag(s)2clzn 11c. 金屬腐蝕與防護金屬腐蝕與防護cucufe+h+h- -2e2e2h o2h o2co2so2o2o2+fe電化學腐蝕示意圖22h h o或鋼材因腐蝕消耗占年產(chǎn)鋼材因腐蝕消耗占年產(chǎn)1/3左右左右美國美國1982年用于腐蝕和防腐的費用為年用于腐蝕和防腐的費用為1260億美元億美元發(fā)達國家每年用于防腐的費用占發(fā)達國家每年用于防腐的費用占國民經(jīng)濟國民經(jīng)濟4%左右左右12構成化學電源的要素化學反應必須有電子得失，即氧化還原反應化學反應必須有電子得失，即氧化還原反應所產(chǎn)生電流必須通過外

5、電路做功所產(chǎn)生電流必須通過外電路做功化學電源的評價指標電容量電容量比功率比功率自放電率自放電率開路與工作電壓開路與工作電壓13容量容量電池的容量指在給定的放電條件下，電池電池的容量指在給定的放電條件下，電池初始放電至終止電壓時所放出的電量。初始放電至終止電壓時所放出的電量。單位：安時（單位：安時（ah）也稱額定容量。）也稱額定容量。1ah表示用表示用1安培安培 的電流放電的電流放電1小時。小時。干電池的容量常用恒定負載的電阻放電到干電池的容量常用恒定負載的電阻放電到規(guī)定終止電壓的時間表示。規(guī)定終止電壓的時間表示。電池的容量性能用單位體積的容量或單位電池的容量性能用單位體積的容量或單位質量的容量

6、（即比容量）來表示。質量的容量（即比容量）來表示。提高活性物質的利用率必須增大或新股遏提高活性物質的利用率必須增大或新股遏制的表面積，使之在放電過程中不鈍化制的表面積，使之在放電過程中不鈍化14獲得獲得1ah電量所需的活性物質質量電量所需的活性物質質量15自放電自放電定義定義：化學電源在不對外輸出電流的情況：化學電源在不對外輸出電流的情況下消耗活性物質的現(xiàn)象下消耗活性物質的現(xiàn)象原因原因：活性物質內與電解質中的雜質使電：活性物質內與電解質中的雜質使電池內形成局部電池，局部電池造成電池內池內形成局部電池，局部電池造成電池內部短路，促進腐蝕，引起自放電部短路，促進腐蝕，引起自放電例如例如：鋅錳干電池

7、：鋅錳干電池電池負極電池負極 zn zn2+ + 2e同時同時 2h+ + 2e h2凈反應凈反應 zn + 2h+ h2 + zn2+16二次電池充放電二次電池充放電電池反應是可逆的，沒有副反應發(fā)生，充電池反應是可逆的，沒有副反應發(fā)生，充電時歐姆電阻小，極化小電時歐姆電阻小，極化小在水溶液電解質的電池中，正極和負極上在水溶液電解質的電池中，正極和負極上的氧過電位和氫過電位高，充電時，水的的氧過電位和氫過電位高，充電時，水的電解反應難于進行電解反應難于進行充放電能量轉換是可逆的，活性物質的狀充放電能量轉換是可逆的，活性物質的狀態(tài)能夠很好的再生態(tài)能夠很好的再生17電池的效率電池的效率a、效率的表

8、示方法、效率的表示方法電池總效率：電池總效率： 0 = i v f i = g/ h 100% 最大熱效率最大熱效率 v = v/e 100% 電壓效率電壓效率 f = i/im 100% 法拉第電流效率法拉第電流效率18b、功率與電流密度的關系、功率與電流密度的關系電池輸出功率（電池輸出功率（p）：）： p = vi i = s js為電極的面積為電極的面積低電流密度下，低電流密度下，j 0， p = 0高的極限電流密度下，高的極限電流密度下，e 0，p = 019電池電池14.1.4. 電池類型電池類型利用物質的物理變化或化學變化，并把這些化學變利用物質的物理變化或化學變化，并把這些化學變

9、化釋放出來的能量直接轉變?yōu)殡娔艿难b置化釋放出來的能量直接轉變?yōu)殡娔艿难b置物理電池：物理電池：把物理反應產(chǎn)生的能量轉換為電能的裝置。如太把物理反應產(chǎn)生的能量轉換為電能的裝置。如太陽能電池、原子能電池等陽能電池、原子能電池等化學電池化學電池把化學反應產(chǎn)生的化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。把化學反應產(chǎn)生的化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。20電池分類電池分類物理電池物理電池太陽能電池太陽能電池原子能電池原子能電池熱電發(fā)電器熱電發(fā)電器化學電池化學電池活性物質固活性物質固定在電極上定在電極上一次電池一次電池二次電池（蓄電池）二次電池（蓄電池）活性物質連活性物質連續(xù)供給電極續(xù)供給電極一次燃料電池一次燃料電池再生型燃料電池再

10、生型燃料電池21化學電池的組成化學電池的組成14.1.5. 化學電池的反應化學電池的反應正極、負極、電解質。正極、負極、電解質。其中電解質可以是酸性水溶液、堿性水溶液或各種其中電解質可以是酸性水溶液、堿性水溶液或各種鹽類的中性水溶液，也有部分非水溶液、熔融鹽或鹽類的中性水溶液，也有部分非水溶液、熔融鹽或固體電解質固體電解質負極：負極： n1 n2 + ne化學電池反應化學電池反應正極：正極： p1 + ne p2凈反應：凈反應： p1 + n1 n2 + p222一次電池：將化學能轉變?yōu)殡娔懿⑤敵龅囊淮坞姵兀簩⒒瘜W能轉變?yōu)殡娔懿⑤敵龅难b置，一旦化學能轉變?yōu)殡娔?，就不能通裝置，一旦化學能轉變?yōu)殡?/p>

11、能，就不能通過該裝置將電能再轉變?yōu)榛瘜W能，即化學過該裝置將電能再轉變?yōu)榛瘜W能，即化學反應是不可逆的。反應是不可逆的。一次電池分類一次電池分類干電池干電池濕電池濕電池注液電池注液電池糊狀干電池糊狀干電池紙板干電池紙板干電池堿性干電池堿性干電池14.2. 一次電池一次電池23各種干電池性能比較各種干電池性能比較電池名稱電池構成額定電壓正極活性物質電解質負極活性物質鋅錳干電池mno2nh4cl,zncl2zn1.5v汞電池hgokoh(zno)zn1.2v堿錳干電池mno2koh(zno)zn1.2v氧化銀電池agokoh(zno)zn1.5v氯化銀電池agcl海水mg1.4v空氣電池空氣/活性炭k

12、oh(zno)或nh4clzn1.3v2414.2.1. 錳干電池錳干電池25電池表示：電池表示：(-)zn | nh4cl + zncl2混合溶液混合溶液(淀粉糊化淀粉糊化) | mno2 + c(+) 在中性介質中：在中性介質中：nh4clzncl2以nh4cl為主： zn22nh4clzn(nh3)2cl22h以zncl2為主： 4 zn29 h2o zncl2zncl24zno5h2oh2614.2.2.堿錳電池堿錳電池電池表示：電池表示：(-)zn(鋅汞齊鋅汞齊) | naoh或或koh(30%40%)水水溶液溶液 + zno | mno2 + c(+) 在堿性介質中：在堿性介質中：

13、koh溶液 zn22ohzn(oh)2 znoh2o zn(oh)22kohk2zno22 h2o 或 zno2 kohk2zno2h2o2714.2.3.銀鋅電池銀鋅電池電池表示：電池表示：(-)zn| koh | ag2o, ago(+) 1883年經(jīng)年經(jīng)clarke改裝推出，改裝推出，1941年年henry采用采用玻璃紙隔膜，玻璃紙隔膜，4050%koh做電解液制得做電解液制得電極反應及電池反應電極反應及電池反應正極 ag2o + h2o + 2e 2ag + 2oh- 負極 zn + 2oh- zno + h2o + 2e總反應 zn + ag2o ag + zno2814.2.4.燃

14、料電池燃料電池負極：負極： h2 + 2oh- 2h2o + 2e正極：正極： o2 +h2o +2e 2oh-凈反應：凈反應： h2 + o2 h2oe = e + rt/nf ln (a2h2o/p2h2 po2) g = -nfe29特點特點a、能量轉變化效率高、能量轉變化效率高汽油柴油發(fā)電機：汽油柴油發(fā)電機：3540%太陽能轉換裝置：太陽能轉換裝置：1535%核能轉換裝置：理論核能轉換裝置：理論60%，實際，實際1%燃料電池：理論燃料電池：理論80%，實際，實際6070%2001年我國單機年我國單機6000千瓦及以上電廠熱效率千瓦及以上電廠熱效率僅為僅為35.09 30澳新型聚光太陽能

15、光伏發(fā)電裝置光電轉換率達澳新型聚光太陽能光伏發(fā)電裝置光電轉換率達35%(圖圖) 據(jù)俄羅斯媒體11月4日報道，澳大利亞的“綠金能源”公司日前推出了其研制的最新型太陽能發(fā)電裝置“太陽球”。 太陽能電池板是一種非常誘人的電能生產(chǎn)裝置，但它們同時也具有明顯的缺陷：相對便宜的太陽能電池板往往效率很低，無法生產(chǎn)出足夠的電能；而高效的太陽 能電池板卻又十分昂貴，無法在普通消費者中推廣?！熬G金能源”公司研制的“太陽球”很好地解決了這一問題它可為那些生活在山區(qū)的居民提供充足且廉價的 電能。據(jù)介紹，“太陽球”使用的光電轉換裝置的工作效率高達35%，并且其面積只有約1平方厘米。 “太陽球”的表面是一片直徑為1.13

16、米的由丙烯酸酯制成的凸透鏡。它可將陽光“濃縮”500倍后再投放到光電轉換器上。整套設備都被安裝在了一個鋁 制支架上，以便及時地為太陽能電池板降溫。此外，“太陽球”上還配備有一套雙坐標驅動設備，能夠跟蹤太陽的運動并調整透鏡的朝向。即使考慮到陽光在通過透 鏡時的損失，這套裝置將光轉換為電能的效率仍可達到33%。測試表明，在晴朗的日子里一部“太陽球”的發(fā)電功率可以達到330瓦，換句話說，它每天平均可“收集”超過3度的電能。 預計這種新型的太陽能發(fā)電裝置將在2006年2月份投放市場，零售價初步定為1190美元。同年6月份，該產(chǎn)品還將實現(xiàn)出口?！疤柷颉钡难兄普弑硎荆绻紤]到每平方米太陽能電池板740

17、00美元的高昂價格，1190美元的售價可以說是相當?shù)牧畠r了。 聚光太陽電池是降低太陽電池利用總成本的一種措施。它通過聚光器而使較大面積的陽光會聚在一個較小的范圍內，形成焦斑或焦帶，并將太陽電池置 于這種焦斑或焦帶上，以增加光強，克服太陽輻射能流密度低的缺陷，從而獲得更多的電能輸出。因此，首先要考慮聚光器的結構、跟蹤裝置和散熱措施。 通常聚光器的倍率大于幾十，其結構可采用反射式或透鏡式。反射式有槽形平面聚光器和拋物面聚光器；透鏡式則多選用菲涅耳透鏡。聚光器的跟蹤一般用光電自動跟蹤。散熱方式可以是氣冷或水冷，有的與熱水器結合，既獲得電能，又得到熱水。 用于聚光太陽電池的單體，與普通太陽電池略有不同

18、，因需耐高倍率的太陽輻射，特別是在較高溫度下的光電轉換性能要得到保證，故在半導體材料選擇、電池 結構和柵線設計等方面都要進行一些特殊考慮。最理想的制造聚光太陽電池的材料為砷化鎵，因為它的禁帶寬度和載流子濃度均適合于在強光下工作。其次是單晶硅 材料。在電池結構方面，聚光電池的-結構要求較深，普通太陽電池多用平面結構，而聚光太陽電池常采用垂直結構，以減少串聯(lián)電阻的影響。同時，聚光電池 的柵線也較密，典型的聚光電池的柵線約占電池面積的10%. 31b、低污染、低污染氫氣作為儲能物質時產(chǎn)物只有水氫氣作為儲能物質時產(chǎn)物只有水用富氫氣體用富氫氣體(化石燃料制備化石燃料制備)做燃料時，做燃料時，co2少少4

19、0%其它燃料，也不存在其它燃料，也不存在so2，nox，粉塵等污染，粉塵等污染32c、低噪音，安裝靈活，積木化強，占地面積小、低噪音，安裝靈活，積木化強，占地面積小d、儲能物質選擇范圍寬、儲能物質選擇范圍寬e、負荷響應快，負荷響應快，工作可靠性好，運行質量高工作可靠性好，運行質量高f、運行成本高，難以普及、運行成本高，難以普及g、高溫工作時電池壽命短，穩(wěn)定性差、高溫工作時電池壽命短，穩(wěn)定性差h、缺乏完善的燃料供應體系、缺乏完善的燃料供應體系33發(fā)展史發(fā)展史a、1838年瑞士科學家年瑞士科學家schonbein發(fā)現(xiàn)原理發(fā)現(xiàn)原理b、1839年英國科學家年英國科學家grove按電解水逆過按電解水逆過

20、程設計出第一個燃料電池程設計出第一個燃料電池c、1889年年mond和和langer制得氫氧燃料電制得氫氧燃料電池，獲得池，獲得0.73v的工作電壓的工作電壓d、1894年年ostward從理論上論證了燃料電從理論上論證了燃料電池的效率為池的效率為5080%e、1959年年bacon制造出可以實際工作的堿制造出可以實際工作的堿性燃料電池性燃料電池f、1962年燃料電池用于太空任務年燃料電池用于太空任務g、1972年杜邦公司研制出高分子電解質隔膜年杜邦公司研制出高分子電解質隔膜34二次電池的質量比能量和體積比能量一般低于一次電池二次電池的質量比能量和體積比能量一般低于一次電池分類電池名稱電池構成

21、額定電壓/v正極活性物質電解質負極活性物質二次電池鉛酸蓄電池 pbo2h2so4pb2.0鎳鎘蓄電池 ni2o3kohcd1.2鎳鐵蓄電池 ni2o3kohfe1.2銀鋅電池agokoh(zno) zn1.5銀鎘電池agokohcd1.1堿錳電池mno2koh(zno) zn1.5鎳氫電池ni2o3kohh2或金屬氫化物1.214.3. 二次電池二次電池3510.3.1. 鉛蓄電池鉛蓄電池鉛蓄電池的應用：鉛蓄電池的應用：機動車輛、備用電源、電站負荷調整、電動機動車輛、備用電源、電站負荷調整、電動工具電源工具電源鉛蓄電池的分類：鉛蓄電池的分類：開放式開放式：外殼上有排氣孔，電解液會減少，：外殼上

22、有排氣孔，電解液會減少，須檢查，加水加酸維護須檢查，加水加酸維護免維護密封式免維護密封式：用高析氫過電位鉛合金，幾：用高析氫過電位鉛合金，幾乎沒有水電解，在整個使用壽命期，不需維乎沒有水電解，在整個使用壽命期，不需維護護36鉛蓄電池的表示：鉛蓄電池的表示：pb | h2so4 | pbo2，pb放電時：放電時：電池總反應為：pb + pbo2+2h2so4 2pbso4 +2h2o負極：pb + so42- pbso4 +2e正極：pbo2 + so42- + 4h+ + 2e pbso4 +2h2o充電時：充電時：負極： pbso4 (固體) pbso4 (液體) pb2+ + so42-+

23、2e pb電池總反應為：2pbso4 +2h2o pb + pbo2+2h2so4正極： pbso4 +2h2o pbo2 + so42- + 4h+ + 2e3710.3.2. 堿性蓄電池堿性蓄電池(以以koh等水溶液為電解質等水溶液為電解質)堿性蓄電池的正負極反應堿性蓄電池的正負極反應電極種類電極反應j/v理論放電容量(g/ah)正極氫氧化鎳 niooh+h2o+e=ni(oh)2+oh-0.522.46氧化銀2ago+h2o+2e=ag2o+2oh-0.6044.63ag2o+h2o+2e=2ag+2oh-0.3424.34空氣o2+h2o+2e=o2h-+oh-0.76-o2+h2o+

24、4e=4o2h-+oh-0.401負極鐵fe+2oh- =fe(oh)2+2e-0.861.04鎘cd+2oh- =cd(oh)2+2e-0.7982.09鋅zn+2oh- =zn(oh)2+2e-1.2451.2238堿性蓄電池的電池反應堿性蓄電池的電池反應種類電極反應開路電壓/v鎳-鎘電池2niooh+2h2o+cd=2ni(oh)2+cd(oh)21.329鎳-鐵電池2niooh+2h2o+fe=2ni(oh)2+fe(oh)21.397鎳-鋅電池2niooh+2h2o+zn=2ni(oh)2+zn(oh)21.765氧化銀-鋅電池2ago+2h2o+zn=zn(oh)2+ag2o1.8

25、15ag2o+2h2o+zn=zn(oh)2+2ag1.589氧化銀-鎘電池2ago+2h2o+cd=cd(oh)2+ag2o1.379ag2o+2h2o+cd=cd(oh)2+2ag1.153空氣-鋅電池o2+2zn=2zno1.646鎳-氫電池2niooh+2h2 =2ni(oh)21.23鎳-鋅電池2niooh+2mh=2ni(oh)2+2m1.233940化學能源化學能源1太陽能太陽能241what is solar energy? originates with the thermonuclear fusion reactions occurring in the sun. repr

26、esents the entire electromagnetic radiation (visible light, infrared, ultraviolet, x-rays, and radio waves).42renewable energy possibilities1.2 105tw on earths surface36,000 tw on land (world)biomass5-7 tw gross (world)0.29% efficiency for all cultivatable land not used for foodhydroelectric4.6 tw g

27、ross (world)1.6 tw technically feasiblewind2-4 tw extractabletide/ocean currents 2 tw grossgeothermmal9.7 tw gross (world) 0.6 tw gross (us)(small fraction technically feasible)43大面積利用太陽能的困難a.太陽輻射強度受季節(jié)影響較大b.現(xiàn)有技術光電轉化效率低下c.光化合反應或作用速度較慢，不易集中儲備44 1954 1954年世界第一塊實用化太陽能電池在美國貝爾實驗室問世，幷首先應年世界第一塊實用化太陽能電池在美國貝爾

28、實驗室問世，幷首先應用于空間技術。當時太陽能電池的轉換效率為用于空間技術。當時太陽能電池的轉換效率為8 8。19731973年世界爆發(fā)石年世界爆發(fā)石油危機，從此之后，人們普遍對于太陽能電池關注，近油危機，從此之后，人們普遍對于太陽能電池關注，近1010幾年來，隨著幾年來，隨著世界能源短缺和環(huán)境污染等問題日趨嚴重，太陽能電池的清潔性、安全世界能源短缺和環(huán)境污染等問題日趨嚴重，太陽能電池的清潔性、安全性、長壽命，免維護以及資源可再生性等優(yōu)點更加顯現(xiàn)。一些發(fā)達國家性、長壽命，免維護以及資源可再生性等優(yōu)點更加顯現(xiàn)。一些發(fā)達國家制定了一系列鼓舞光伏發(fā)電的優(yōu)惠政策，幷實施龐大的光伏工程計劃，制定了一系列鼓

29、舞光伏發(fā)電的優(yōu)惠政策，幷實施龐大的光伏工程計劃，為太陽能電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇和巨大的市場空間，太陽能電為太陽能電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇和巨大的市場空間，太陽能電池產(chǎn)業(yè)進入了高速發(fā)展時期，幷帶動了上游多晶硅材料業(yè)和下游太陽能池產(chǎn)業(yè)進入了高速發(fā)展時期，幷帶動了上游多晶硅材料業(yè)和下游太陽能電池設備業(yè)的發(fā)展。在電池設備業(yè)的發(fā)展。在1997199720062006年的年的1010年中，世界光伏產(chǎn)業(yè)擴大了年中，世界光伏產(chǎn)業(yè)擴大了2020倍，今后倍，今后1010年世界光伏產(chǎn)業(yè)仍以每年年世界光伏產(chǎn)業(yè)仍以每年3030以上的增長速度發(fā)展。以上的增長速度發(fā)展。太陽能電池的發(fā)展歷史太陽能電池的發(fā)展歷史45

30、世界太陽能電池發(fā)展的主要節(jié)點世界太陽能電池發(fā)展的主要節(jié)點1954 美國貝爾實驗室發(fā)明單晶硅太陽能電池，效率為美國貝爾實驗室發(fā)明單晶硅太陽能電池，效率為61955 第一個第一個光伏航標燈光伏航標燈問世，美國問世，美國rca發(fā)明發(fā)明ga as太陽能電池太陽能電池1958 太陽能電池首次裝備于美國先鋒太陽能電池首次裝備于美國先鋒1號衛(wèi)星，轉換效率為號衛(wèi)星，轉換效率為8。1959 第一個單晶硅太陽能電池問世。第一個單晶硅太陽能電池問世。1960 太陽能電池首次實現(xiàn)太陽能電池首次實現(xiàn)并網(wǎng)并網(wǎng)運行。運行。1974 突破反射絨面技術，硅太陽能電池效率達到突破反射絨面技術，硅太陽能電池效率達到18。1975

31、非晶硅及帶硅太陽能電池問世非晶硅及帶硅太陽能電池問世1978 美國建成美國建成100kw光伏電站光伏電站1980 單晶硅太陽能電池效率達到單晶硅太陽能電池效率達到20多晶硅為多晶硅為14.5，ga as為為22.51986 美國建成美國建成6.5kw光伏電站光伏電站1990 德國提出德國提出“2000光伏屋頂計劃光伏屋頂計劃”1995 高效聚光高效聚光ga as太陽能電池問世，效率達太陽能電池問世，效率達32。1997 美國提出美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計劃，日本提出克林頓總統(tǒng)百萬太陽能屋頂計劃，日本提出“新陽光計劃新陽光計劃”1998 單晶硅太陽能電池效率達到單晶硅太陽能電池效率達到

32、24.7，荷蘭提出，荷蘭提出“百萬光伏屋頂計劃百萬光伏屋頂計劃”2000 世界太陽能電池總產(chǎn)量達世界太陽能電池總產(chǎn)量達287mw，歐洲計劃，歐洲計劃2010年生產(chǎn)年生產(chǎn)60億瓦光伏億瓦光伏電池電池46太陽能電池發(fā)電原理47并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及工作原理48 上世紀上世紀6060年代，科學家們就已經(jīng)將太陽電池應用于空間技年代，科學家們就已經(jīng)將太陽電池應用于空間技術術通信衛(wèi)星供電，上世紀末，在人類不斷自我反省的過通信衛(wèi)星供電，上世紀末，在人類不斷自我反省的過程中，對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加程中，對于光伏發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應用，在眾多領域中也大顯身手。

33、如：太親切，不僅在空間應用，在眾多領域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(tǒng)、陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、村寨供電的獨立系統(tǒng)、光伏水泵（飲水或灌溉）、通信電源、石油輸油管道陰極保光伏水泵（飲水或灌溉）、通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速公路路標等。歐美等先進國家將光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)公路路標等。歐美等先進國家將光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與及邊遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建筑系統(tǒng)的結合已經(jīng)形成

34、產(chǎn)業(yè)化趨勢建筑系統(tǒng)的結合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢 太陽能電池的應用太陽能電池的應用49power tower in barstow, california.power towers50 用戶太陽能電源用戶太陽能電源 小型電源小型電源10-100w10-100w不等，用于邊遠無電地區(qū)如高原、不等，用于邊遠無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等電視、收錄機等 太陽能電源太陽能電源 太陽能逆變器太陽能逆變器513-5kw3-5kw家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；52光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉光伏水泵：

35、解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉53 交通領域交通領域 如航標燈、交通如航標燈、交通/ /鐵路信號燈、交通警示鐵路信號燈、交通警示/ /標志燈、標志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路路燈、高空障礙燈、高速公路/ /鐵路無線電話亭、鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。無人值守道班供電等。54 通訊通訊/ /通信領域通信領域 太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/ /通訊通訊/ /尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵型通信機、士兵gpsgps供電等。供電等。55 石油、海洋、氣象領域石油、海洋、氣象領域

36、 石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/ /水文觀測設備等水文觀測設備等 風云三號氣象衛(wèi)星的太陽能電池風云三號氣象衛(wèi)星的太陽能電池56光伏航標燈57海洋氣象監(jiān)測標58 家庭燈具電源家庭燈具電源如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。59 光伏電站光伏電站10kw-50mw10kw-50mw獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。種大型停車廠充電站等。60parabolic dishes and troughsbecause they work best under direct sunlight, parabolic dishes and troughs must be steered throughout the day in the direction of the sun.collectors in southern ca.61太陽能使用現(xiàn)狀與預測62global cumulative pv power/fileadmin/epi