可再生能源概论PPT学习教案.pptx

《可再生能源概论》课程旨在深入探讨和理解可再生能源，特别是太阳能的利用。课程的核心内容包括太阳能电池的工作原理、分类和结构，以及太阳能光伏发电系统的运行方式和系统组成。太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其在未来能源结构中的地位日益重要。据欧盟预测，到2030年，太阳能发电将在总能耗中占比超过10%，而到2050年，这一比例将进一步提升至20%，显示了太阳能巨大的发展潜力。 中国的太阳能资源丰富，尤其在西部和北部地区，年平均太阳辐射总量较高。然而，目前的开发利用程度还远远未达到可开发潜力的百分之一。太阳能的开发利用主要包括光-热转换、光-电转换和光-化学转换三种方式。其中，光-电转换是最主要的利用形式，包括直接的光-电转化和光-热-电转化，利用的是光生伏打效应，即光照在某些材料上产生电压的现象。 自1958年首颗使用太阳电池的美国先锋I号卫星升空以来，太阳能电池在空间电源领域的应用日益广泛。1997年京都协议的签署推动了全球对可再生能源，特别是光伏发电的关注。太阳能电池不仅应用于空间技术，还在地面照明、通信、交通等领域发挥了重要作用。当前，光伏与建筑一体化（BIPV）和并网发电成为光伏应用的新趋势。 自19世纪末以来，太阳能电池的发展经历了多个重要阶段。1839年，贝克勒尔发现了光生伏打效应，1880年，查尔斯·弗里斯制造出了基于硒的光伏电池。20世纪50年代，贝尔实验室首次制造出实用的硅基光伏电池，效率达到了6%。随后的几十年，科研人员不断改进材料和工艺，提高了电池效率并降低了成本，包括研发出抗辐射能力更强的电池和超薄单晶硅电池，以及非晶硅光伏电池。 太阳能电池在太空中的应用极为关键，例如在哈勃望远镜和航天飞机上，它们依赖高效的太阳电池帆板提供电力。此外，太阳能灯，如太阳能路灯，是地面应用的一个例子，它们利用太阳能充电电池，即使在极端气候条件下也能提供稳定照明，展现了太阳能技术的实用性。 可再生能源概论课程涵盖了太阳能电池的基础理论、发展历程、实际应用和技术挑战，旨在培养理解和掌握太阳能利用的专业人才，以应对未来能源需求和环境保护的挑战。通过深入学习，学生将能全面了解并评估太阳能在不同领域中的应用潜力，为可持续发展贡献力量。