发电

光伏发电技术与应用专业主要培养德、智、体全面发展，掌握光伏组件生产技术和检测技术、光伏系统设计、施工必要的基本理论知识、基本方法和基本技能，能胜任光伏组件生产测试、光伏系统设计、安装施工、系统调试、独立光伏发电产品生产营销等高技术应用专业人员。

不是电磁感应而是电力动能。风力发电的原理主要是利用大风，然后带动风车叶片的旋转。此时就可以提高旋转的速度，有效促进发动机的发力。根据风车的技术，基本上每秒大约在3米左右，此时就可以进入到发电的状态。风力发电在如今的世界上早已形成一股热潮，在风力发电过程中不需要使用燃料，同样也不会产生空气污染或者是辐射。

工作过程

通过风轮就可以直接将风能范围机械，由于风轮的转速比较低，大概是每分钟在几到几十之间。但发动机会拥有着比较快的转速，每一分钟起码可以超过1000转，这就意味着需要通过齿轮箱变速很快就可以解决当前的问题。

平轴风力发电机

如果是水平轴，风力发电机也可以分成两种类型，一种是阻力类型，一种是升力类型。阻力类型相对而言旋转的速度比较慢，而另外一种旋转的速度就会比较快。一些小型的风力发电机，基本上都是选择尾舵，对于一些大型的风力发电机，基本上就是利用转动结构。风力机的风轮拥有多种不一样的发电机形式，有一些就会具备着反转的风轮，有一些就会安装多个不一样的风轮。希望在不同的输出功率下，能有效减少当前的成本。在当前使用的过程中就可以形成漩涡，具有集中气流的效果，有效增加气流的数值。

风力发电是否流行？

风力发电在全世界范围内早就已经形成一股热潮，主要是风力发电，根本就不具备燃料的问题，不可能会有空气污染或者是辐射。风力发电在丹麦以及芬兰等国家是比较流行的，在我国的西部地区照样也会大力提倡。小型风力发电机有着较高的效率，这并不是由一个发电机头组合而成，而是由具备高科技含量的小系统组合而成，其中包括风力发动机，数字逆变器，还有充电器。

根据多方资料查证，并整理世界水电的历史，按总装机容量整理出世界十大水电站的排名，也因此深切地感受到一座座电站就是一座座历史的丰碑，向世人展示着和谐水电的无穷生命力。下面和小编一起来观摩吧。

① 三峡

概况：三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。1994年12月14日，三峡工程在前期准备的基础上正式开工。三峡水电站是目前世界上装机容量最大的水电站，机组尺寸和容量大，水头变幅宽，设计和制造难度均居世界之最。电站共装有32台70万千瓦巨型机组，加上两台5万千瓦电源机组，总装机容量为2250万千瓦，总工期17年。

效益：三峡工程是中国，也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程，具有防洪、发电、灌溉、航运等综合效益。在三峡工程建成后，其巨大库容所提供的调蓄能力能使下游荆江地区抵御百年一遇的特大洪水，也有助于洞庭湖的治理和荆江堤防的全面修补。截至2014年年底，三峡水电站总装机容量2250万千瓦。其中，三峡电厂去年发电量达988.19亿千瓦时，创单座水电站年发电量世界纪录。

⑥ 向家坝

概况：向家坝水电站的坝址位于四川省与云南省交界的金沙江下游河段上，是金沙江水电基地最后一级水电站，也是中国目前第三大水电站。该电站工程于2006年11月26日正式开工建设，2012年11月5日首台机组投产，2014年全面投产。电站安装有8台80万千瓦巨型水轮机和3台45万千瓦大型水轮机， 总装机容量为775万千瓦。

效益：向家坝水电站以发电为主，同时兼有改善通航条件、防洪、灌溉、拦沙、对溪洛渡水电站进行反调节等综合效益。为最有效利用金沙江巨大的水流落差，向家坝安装了世界上最大的80万千瓦超级水轮机。同时，向家坝水电站是金沙江水电基地25座水电站中唯一兼顾灌溉功能的大坝。向家坝水电站至上海的±800千伏直流特高压国产化示范工程是目前国内输送电压等级最高最先进的电力系统。

⑩ 克拉斯诺雅尔斯克

概况：克拉斯诺雅尔斯克水电站位于俄罗斯叶尼塞河上游克拉斯诺雅尔斯克市附近，为俄罗斯第二大水电站。水电站装机12台，单机容量为50万千瓦，总装机为600万千瓦，年平均发电量204亿千瓦时，1972年建成。2013年7月8日，克拉斯诺雅尔斯克水电站进行喷漆工作发生爆炸，导致2名正在为水电站喷漆的工作人员死亡。

效益：克拉斯诺雅尔斯克水电工程具有发电、航运和供水等综合经济效益。克拉斯诺亚尔斯克市是克拉斯诺亚尔斯克边疆区政府所在地，同时也是俄重要的工业区，工业产值占东西伯利亚地区工业总产值的40%强，约占俄工业总产值的3%。第二次世界大战以来，这里成为前苏联的大后方，众多工厂迁址于此，克拉斯诺雅尔斯克水电站廉价的电力大大促进当地经济发展。

世界最大水力发电工程排行

从1878年法国建成世界第一座水电站开始，世界水电已经走过137年的历史。“水电兴，则国运兴”，早在20世纪80年代末，世界上一些工业发达国家，如瑞士和法国的水能资源已几近全部开发。而中国凭借丰富的水能资源后来居上，截至2014年年底，中国水电装机容量和发电量分别历史性地突破3亿千瓦和1万亿千瓦时，稳居世界第一，成为促进经济发展和节能减排的主力军。

⑤ 图库鲁伊

概况：图库鲁伊水电站是巴西境内最大的水电站，位于巴西西北亚马孙地区的托坎廷斯河下游，水库总库容458亿立方米。工程于1974年开始施工准备，1975年 11月主体工程开工，1992年建成;1999年扩建第二厂房，装机412.5万千瓦，2002年~2004年投入运行，总装机容量达837万千瓦。目前正在进行第三次扩容，扩容将增加200~250万千瓦，

效益：图库鲁伊水电站为开发当地丰富的铁矿和铝矾土等资源供电，是巴西经济重心向北转移的一项重大工程。该电站以发电为主，兼有航运、渔业、灌溉等多种综合效益。2012年12月，由中国国家电网负责架设图库鲁伊———欣古———朱鲁帕里输电线路工程，使图库鲁伊水电站的电能跨过亚马孙河，输送到巴西北部城市，同时对改善巴西区域电网结构、协调平衡区域发展具有重大的经济社会效益。

④ 古 里

概况：古里水电站位于委内瑞拉东南部奥里诺科河支流卡罗尼河上，距首都加尔加斯600公里。整个工程分两期建设：第一期工程于1963年9月开工，1968年开始发电，1977完成，历时14年;第二期工程于1978年开工，1984年开始发电，1986年10月全部竣工，历时8年，二期将坝加高52米，扩大装机容量至1030.5万千瓦，年发电量达510亿千瓦时。

效益：古里水电站具有发电、防洪、灌溉等综合效益，其形成的水库对卡罗尼河季节性的流量变化有很好的调节作用，使之下泄流量趋向均匀，不会影响奥里诺科河口的生态环境。古里水电站所发廉价水电，为委内瑞拉节省大量石油，并出口换取外汇，经济效益显著。

⑦ 大古力

概况：大古力水电站是美国最大的水电站，位于华盛顿州斯波坎市附近、哥伦比亚河上，始建于1933年，到1951年完成装机容量197.4万千瓦，是当时世界上最大的水电站;1967年开始扩建，1979年完工，装机总容量达649.4万千瓦，仍是当时世界上最大的水电站。大古力大坝形成的水库称为罗斯福湖，总库容118亿立方米，坝后3座常规式发电厂。

效益：大古力水利枢纽是一座集发电、防洪、灌溉、调节径流、城市供水、旅游和改善航运等综合效益的大型水利枢纽，是哥伦比亚河上一系列坝中最大、最复杂的一座。该电站发电与抽水结合、发电与蓄电结合。在上世纪40年代，大古力电站为美国西北地区军工企业，铝厂、重机械厂、船厂、飞机厂、核武器生产企业提供了廉价电力;从1962年~1992年，哥伦比亚流域农作物产量翻了一番，主要就是得益于充足的水利灌溉。

③ 溪洛渡

概况：溪洛渡水电站是中国仅次于三峡工程的又一世界级巨型水电站，是中国“西电东送”骨干工程，位于四川和云南交界的金沙江上，也是金沙江上最大的一座水电站。工程于2003年8月动工，主体工程于2005年正式开工建设。大坝采用混凝土双曲拱坝，坝高276米，系世界最高大坝。发电机组总装机容量为1386万千瓦，年平均发电量571.2亿千瓦时。

效益：工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益，并可为下游电站进行梯级补偿。电站主要供电中国华东、华中地区，兼顾川、滇两省用电需要。溪洛渡水电站既是中国实施西部大开发战略的重大举措，同时又缓解中国经济高速发展中日益突出的电力紧张问题，对有效改善中国电源结构，促进东、中、西部优势互补、协调发展等方面具有十分重大的意义。

② 伊泰普

概况：伊泰普大坝建在流经巴西和巴拉圭两国之间的巴拉那河上，全长7744米，高196米。伊泰普水电站是目前世界第二大水电站，是世界上仅次于三峡水电站的巨型水电枢纽工程，由巴西与巴拉圭共建，发电机组和发电量也由两国均分。该水电站于1975年开始建设，1991年建成。目前，伊泰普水电站共有20台发电机组，总装机容量1400万千瓦，年发电量900亿千瓦时。

效益：发电是伊泰普水电站最重要的效益之一。自建成以来，伊泰普水电站已在巴西和巴拉圭能源供应和经济发展中发挥着举足轻重的作用，它不仅能满足巴拉圭全部用电需求，还能供应巴西全国30%以上的用电量。圣保罗、里约热内卢、米纳斯吉拉斯等主要工业区38%的电力来自伊泰普水电站。

⑧ 萨杨———舒申斯克

概况：萨杨———舒申斯克水电站是俄罗斯最大水电站，位于叶尼塞河上游。总装机容量640万千瓦，建成时为亚洲第一大水电站。坝后式厂房内安装10台单机64万千瓦的水轮发电机组，多年平均发电量235亿千瓦时。该工程于1968年开工，首台机组于1978年投运，1987年建成。该电站于2009年8月17日在维修过程中变压器发生爆炸，事故导致3台64万千瓦的机组严重毁坏，其余7台受到重创。当时正在厂房内工作的300多名员工中，有75名不幸遇难。

效益：萨扬———舒申斯克水电站具有发电、航运效益，控制流域面积18万平方千米。年径流量467亿立方米，溢洪道设计泄量13,600立方米/秒，具有世界上落差最大的水跃消能设施。工程于1955年开工，1963年3月截流，1967年第一台机组发电，1972年全部工程建成。

⑨ 龙 滩

概况：龙滩水电工程位于红水河上游的广西天峨县境内，是南盘江红水河水电基地10级开发方案的第四级，是红水河开发的控制性水库。龙滩水电站安装9台70万千瓦的水轮发电机组，装机容量为630万千瓦，年均发电量187亿千瓦时。2001年7月1日龙滩主体工程正式开工，2009年12月7台机组全部投产。2007年龙滩大坝被国际大坝委员会授予碾压混凝土里程碑工程奖。

效益：作为当时华南地区最大的电站，以龙滩为主力电站的红水河梯级水电站以其巨大的蓄能调节能力，对华中以三峡水电站为中心的水电群进行水文和电力补偿，并直接弥补中国电网水力发电因枯水期和丰水期而造成的电力落差，从而推动中国范围内的电力资源优化配置与互补。龙滩水电工程建成后，红水河实现全线通航，500吨级船可直达粤港澳，红水河成为沟通西南与珠三角的黄金航道，其运力相当于修建一条水上“南昆铁路”。

无线网络无处不在。美国和西班牙的科学家们没有放过这个看似微不足道但范围广泛的无线电频率信号。他们用只有几个原子厚的二维半导体制造了一种新型整流天线。它可以捕捉无线信号并将其转换成电能，为电子设备提供电能。这使得无线网络有可能成为未来广泛使用的电源。

由于这种新型设备非常轻薄灵活，在未来将有广阔的应用前景，包括柔性手机、可穿戴电子设备、植入式医疗设备、物联网传感器等。在实验中，当研究人员将这种设备暴露在无线信号下时，他们可以产生大约40微瓦的能量，足以点亮手机显示器或硅芯片。目前，研究人员开发的这种设备的能量转换率约为30%，他们将在下一步进一步提高设备的效率。

除了使用无线网络，研究人员说4G、蓝牙和我们周围的其他射频信号可以被使用并转换成电能。领导这项研究的麻省理工学院教授托马斯·帕拉西奥斯说，这项突破为后来从环境中收集能源铺平了道路。“当你有了这样一个能量收集装置，你可以每天收集能量，一周七天，然后储存在电池里以备后用。”研究结果发表在科学杂志《自然》上。根据研究人员的说法，这项技术的应用最早可能在5到7年后出现。

WiFi信号如何变成电？

研究人员将天线连接到厚度只有三个原子的柔性半导体层上。该天线捕获无线网络和其他射频信号，并将其转换成交流电。之后，交流电被转换成直流电，可以被半导体二硫化钼中的电子设备直接使用。通过这种方式，无电池设备可以被动捕捉无处不在的无线信号，并将其转换成有用的DC电源。

天线和二硫化钼二极管集成在聚酰亚胺薄膜上。天线和二硫化钼二极管集成在聚酰亚胺薄膜上。

在实验室里，研究人员将这种灵活的设备放在一个150微瓦的无线信号环境中，它可以产生大约40微瓦的能量。“与计算机需要的60瓦相比，40微瓦似乎不多，但我们仍然可以用它做很多事情。”托马斯·帕拉西奥斯说。

为了制造这种新型整流器，研究人员使用了一种新的二维材料，称为二硫化钼(MoS2)。它的三原子厚度是世界上最薄的半导体之一。它是由钼和硫组成的化合物。从外面看，它几乎和石墨烯一样。在二硫化钼中，两层硫原子像“三明治”一样夹在一层钼原子中间。二硫化钼的电子转移速率约为100cm2/vs(即100个电子/伏特/秒/平方厘米)，远低于晶体硅的电子转移速率1400 cm2/vs，但优于非晶硅和其他超薄半导体。

此外，二硫化钼具有储量丰富、价格低廉、易于制造和无毒等特点，因此许多科学家认为其前景广阔。

“我们将二硫化钼设计为二维半导体金属结，并构建了一个原子般薄的超快肖特基二极管，同时将串联电阻和寄生电容降至最低。”该论文的第一作者张旭说。肖特基二极管的导通电压非常低。当电流流过典型的二极管时，它将产生大约0.7-1.7伏的电压降。然而，肖特基二极管的电压降仅为0.15-0.45伏，从而提高了系统的效率。

无处不在的智慧

研究人员使用的材料是灵活的，可以是大的或小的，覆盖非常大的区域，例如墙壁或天花板，以及集成到可穿戴设备、传感器、可植入医疗设备中...

“如果将来能开发出覆盖整个高速公路或整个办公室墙壁的电子设备，将如何供电？”托马斯·帕拉西奥斯说。“我们提出的为电子设备供电的新方法很容易在大范围内集成，收集无线能量，并为我们周围的每一个物体带来智能。”

天线将无线网络中的电磁辐射转换成交流电信号，基于二硫化钼的二极管将交流转换成DC，为电子设备供电。

该论文的合著者、西班牙马德里科技大学的杰西·格拉哈尔认为，另一种可能的应用是为植入式医疗设备的数据通信提供电源。因为WiFi和其他射频信号可以通过人体，这种新设备可以应用于植入物，提供足够的能量将健康数据传输到外部接收器。目前，许多研究人员正在开发可吞服的药丸，并能收集和传输健康数据。“理想情况下，你不会想用电池为这样的系统供电，因为如果锂泄漏，病人就会死亡。”杰西·格拉哈尔说，“所以从环境中获取能量并为体内的这些小实验室提供能量要好得多。”

目前，具有灵活性甚至灵活性的智能手机是各大科技公司竞争的热点。这也是一个可以应用灵活的新“电源”的领域。在实验室里，研究人员使用典型功率水平的无线信号产生40微瓦的功率，这足以点亮移动显示器或硅芯片。

据国外媒体报道，目前，科学家的最新研究表明，人类肠道细菌可以“发电”该研究报告发表在最近出版的《自然》杂志上。

加州大学伯克利分校的微生物学家丹尼尔·波尔特·波特诺伊是这项研究的共同作者，他说，产电细菌并不是一个新概念，可以在远离人类生活的环境中找到，比如湖底。

但是科学家以前并不知道腐烂植物或哺乳动物体内的细菌能以更简单的方式发电，尤其是农场动物。在实验室里，波特诺伊和研究小组首次培育出一批单核细胞增生李斯特菌。在日常饮食中，人们很容易吞下细菌，从而感染单核细胞增生李斯特菌。这种食物中毒对免疫力低下的人、孕妇(可能会导致流产)、新生儿和老人最为危险。

通过将单核细胞增生李斯特氏菌置于电化学室中，并用电线或电极捕捉产生的电子，研究小组发现这些食源性细菌可以产生电流。

为什么这个发现令人惊讶？

波特诺伊指出，细菌产生电有几个原因，比如去除代谢过程产生的电子，但主要目的是产生能量。

该研究的主要作者、加州大学伯克利分校的博士后研究员萨姆·莱特(Sam Light)说:“但是单核细胞增生李斯特菌也有其他产生能量的方式，比如通过使用氧气。”

这种发电过程可以是“特定条件下使用的备用系统”，例如，它们可以在肠道缺氧的情况下启动发电功能。

研究人员筛选突变细菌(那些基因缺失或改变的细菌)，以确定哪些基因是细菌发电所必需的。这些基因反过来编码某些蛋白质，这些蛋白质是发电的关键因素。

他们发现这种细菌使用的发电系统(一系列带走细菌电子的蛋白质)比其他亲电细菌(例如生活在湖底的细菌)使用的发电系统简单。

大多数发电系统以前都是在革兰氏阴性菌中发现的，或者说它们的细胞壁是由两层组成的，从而隔离了细菌的内部和外部环境。研究人员最近分析的细菌是革兰氏阳性的，这意味着它们的细胞壁只有一层，而且向外释放电子的障碍更少。

但是当电子到达细菌的外部时，不清楚它们会流向哪里。其他呼叫细菌通常将电子转移到外部环境中的矿物质，如铁或锰。在研究小组的实验中，电子流入电极，肠道中许多不同的分子，如铁，可能结合并接受电子。

同时，研究人员发现这些呼唤细菌需要黄素蛋白才能生存。黄素是维生素B2的变体，在肠道中含量丰富。研究人员后来发现，细菌不仅需要黄素才能生存，而且周围环境中自由漂浮的黄素也能增强细菌的发电活性。

产生细菌

一旦研究小组知道哪些基因负责发电，他们将使用类似的过程来进一步识别数百种产生电力的细菌，其中一些通常存在于肠道中，而另一些在奶酪发酵或益生菌中发挥重要作用。

美国伊利诺伊大学微生物学家莱提·卡洪和南希·弗雷塔格没有参与这项研究。他们指出，考虑到细菌可能存在于我们肠道的高电荷环境中，这种最新的发电方法可能有助于为细菌设计基本的能量产生技术。

莱特说，目前，研究人员已经开发出微生物燃料电池或利用细菌从有机物质中发电的电池，就像垃圾处理厂一样。由于这个最新的过程相对简单，所以有可能对其进行改进，但要做出最终结论还为时过早。

莱特更感兴趣的是了解肠道中发生了什么——哪些分子从细菌中获得电子，以及这个过程如何影响细菌的存活。

从太空看赞比西河三角洲。本文中的新型混合能源技术将被置于这种环境中。资料来源:美国航天局

每当你想到可再生能源，项目和设备，如风力涡轮机，水电站，地热发电厂和太阳能电池板将永远出现在你的脑海中。当然，这些是世界上可再生能源的主要来源。然而，正如宾夕法尼亚州立大学(PSU)的一个开创性研究机构所显示的，另一种可再生能源将很快在世界上诞生。

众所周知，当淡水和盐水相遇时，自然的力量会平衡它们的盐度梯度。随着时间的推移，两者的盐浓度甚至会被中和到完全相同。

然而，你不能期望盐平衡的过程可以应用于发电。

如果你在淡水和盐水之间放置一个屏障，这个屏障会让水自由通过，但是它会阻挡大量随水移动的盐分子，然后会形成逐渐增加的压力。这种压力有一个特殊的学名——渗透压:两种水的盐浓度差越大，渗透压就越强。

当海水中的盐被屏障阻挡而不能流向淡水时，海水中的盐度会越来越高，使得淡水中的渗透压不断增加。这种压力可以转化为能量，驱动涡轮机旋转，最终产生电能。

“这项技术的目标是在河流和海洋交汇的地方发电，”团队成员、宾夕法尼亚州立大学环境工程助理教授克里斯托弗·格尔斯基说。

然而，这种被称为“压力延迟穿透”的方法并不理想。那些用来隔离水中盐离子的膜总是被细菌和碎片堵塞，更不用说盐离子了，甚至水也不能流过。

低盐度地区向高盐度地区施加压力，以获得更高的盐度。资料来源:KDS 4444/维基共享资源；CC0

另一种称为反向电渗析(RED)的技术依赖于盐差形成的提升度。在该技术中，穿过屏障的目标物体不是水，而是带正电的钠离子或带负电的氯离子，因此一个水域带正电，而另一个水域带负电。

这种电荷不平衡也可用于发电，但其主要缺点在于发电量低。

然而，PSU团队提出了第三种方法，它比RED和PRO技术好得多。虽然这种方法有一点“欺骗”的性质，但用这种方法发电很容易。

首先，研究人员想出了红色技术——这种技术显然很有潜力，但目前的效果还不够好。然后，他们将它与一种叫做CapMix的技术结合起来，这种技术利用正负两极来捕捉两种不同海水之间的盐差异能量。

当这两种技术分别独立使用时，发电量极低。一旦它们结合使用，发电量就会急剧上升。发表在《能源与环境科学》杂志上的一项研究表明，这种方法产生的结果与PRO技术获得的结果相同。但这种方法更好:人们不再担心拥堵问题。

“这种方法真正起作用有两个条件，一个是让盐到达电极，另一个是让氯化物通过膜转移。这两个过程都会产生电压，最终你会在电极和薄膜上得到一个组合电压。”格尔斯基补充道。

该方法仍处于研发的早期阶段，但团队成员大胆表示，混合技术可以产生高达40%的世界电力需求，不会造成巨大的碳排放。新的可再生能源正在走向世界舞台吗？让我们拭目以待。

我们仅仅用一点盐就能从气候变化中拯救地球吗？资料来源:sth aporn kamlanghan/shutter RS tock

蝌蚪工作人员编译自iflscience，译者李，转载必须授权。

科学家只用一张纸就开发出了一种由细菌供电的电池。他们表示，这种电池有望成为一种廉价且易于生产的电源，可用于偏远经济欠发达地区的医疗传感器。

这种纸质可折叠电池是最近开发的生物电池之一。它可以储存有机化合物产生的电能。在这种电池中，电是由废水中的普通细菌产生的。

这种纸张设计是一个叫做“纸电子学”的新研究领域的一部分。顾名思义，这种设计是纸和电子的融合。

如果我们想制造这种纸电池所需的简单组件，我们应该使用那些在世界偏远地区容易获得的材料。这样，在传输网络或传统电池无法正常使用的地区，这种电子产品可以成为坚实可靠的后盾。

美国宾汉姆顿大学的工程师西恩·西恩·崔(Seokhun“Sean”Choi)说:“最近，纸电子技术已经成为一种为一次性医疗诊断传感器供电的简单而廉价的供电方法。

为了制造电池，研究人员在彩色层分析纸上放了一条硝酸银。然后他们在纸上涂上一薄层蜡，形成电池的正极。

在论文的另一面，研究小组用导电聚合物作为原材料制造了一种电池。只要加入几滴含有细菌的废水，电池的负极就能形成。

当纸被折叠时，电池的正极和负极将相互接触，电池可以通过细菌代谢充电。细菌代谢的过程实际上是细胞呼吸的过程。

这不是科学家们第一次对可延展的非常规电池的设计进行实验。

去年，来自美国和中国的团队展示了一种折纸锂离子电池，它含有一些“柔软的褶皱”，因此可以伸缩。

几个月后，来自瑞典的研究人员开发了一种叫做“纸电池”的东西，这是一种由纤维素和聚合物制成的纸，可以储存电能。

就在上个月，英国科学家公布了一种受人类肠道启发的电池设计。他们设计的锂硫电池模仿了人类肠道中的指状突起，称为绒毛。这种电池可以捕捉随时间流逝而破裂的硫碎片，因此它们的老化速度会变慢。

对于新的纸电池，电流的输出取决于纸张的数量以及纸张的堆叠和折叠方法。正如你在上面的图片中看到的，每张可折叠的纸包含一定数量的小方形电池，这些电池通常放置在电网中。

研究人员使用了六节电池进行测试。当三节电池被组装成一排并堆叠成两层时，电池产生125.53微安的电流和31.51微瓦的电能。当六节电池相互重叠时，产生的电流和电力分别为105.89微安和44.85微瓦。

研究人员承认，每层纸之间的间隙不同或任何偏差(不对称)的出现都会使电池的供电性能不同。他们说，为了使设备产生更多的电力，研究人员仍然需要做大量的实验工作。

目前，为一个40瓦的灯泡提供足够的电力需要数百万个纸电池。因此，这项技术不太可能在不久的将来为传统电子产品提供动力。

然而，研究人员表示，根据目前的情况，电池有足够的能量驱动简单的传感器，这些传感器主要用于检测糖尿病患者的葡萄糖水平或患者体内的病原体。因此，这种电池可以为居住在没有电但需要紧急治疗的居民提供紧急医疗救助。

“与那些具有明显优势、使用灵活、综合能力强的电池相比，纸微生物燃料电池技术可以说是最不发达的，”蔡博士说。

“我们对这种电池的诞生感到非常兴奋，因为微生物可以从任何可生物降解的原材料(如废水)中获取电能。这种原材料随处可见。因此，我相信这种纸生物电池将来会成为纸电子的动力源。”

这一发现发表在《先进材料技术》上。

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李，转载必须授权

太阳风公司是一家总部位于马里兰州的公司。它希望为世界提供一种能产生大量清洁电力的技术，这个目标也相当雄心勃勃。该公司甚至承诺可以通过其顶级技术——透明涂层——来发电。

这项技术的发展始于2009年。此后，太阳窗技术公司还开发了一种液态有机光伏太阳能电池阵列，它主要由碳、氢、氧和氮组成，可应用于一些透明表面。该阵列在许多颜色或中性色调下是透明的。整个涂层产生的能量可以通过透明的导电电缆网传输到窗户的一侧，然后从这里传输到传输线。

你可能已经知道，如果没有环保效果，那么我们就没有意义，所以我们不会对任何人做出这样的承诺。刚才，我们结束了与公司首席执行官约翰·康克林的谈话。接下来，我们将详细告诉你如何使用摩天大楼、房屋和整个城市来获得我们离不开的能量。

电涂层

约翰·康克林告诉参观《ZME科学》的记者:“我们的世界正处于气候变化和自然资源枯竭的十字路口。人口一直在增长，这也导致了对能源需求的增加。这是这个十字路口的主要问题。当然，我们可以充分利用过去或历史的经验和教训，然后加以总结和深化。为了更美好、更环保的明天，我们应该努力寻找解决方案，创造有利的机会。我们目前的目标是将太阳能窗户技术公司的透明发电涂层技术商业化。因为如果我们想远离自然资源枯竭带来的问题，我们就需要一个绿色环保的未来，而透明发电涂层技术带来的能源增长也将有助于创造一个更加绿色、更加美好的明天，两者是相互依存的。”

我不得不承认，即使在努力研究太阳能窗户之后，我的第一反应是它是传统太阳能产业的延伸。在某种程度上，这种说法也没有错，因为最终的结果是从光中收集能量，但是每种技术都采用不同的方式。

当人们谈到“太阳能”时，脑海中立刻浮现的肯定是一个巨大的蓝色太阳能光伏板，它可以用来装饰屋顶或在烈日下收集能量。太阳能窗技术公司希望对现有的太阳能光伏板进行创新和加工，使其能够发电。此外，表面是完全透明的，可以无缝集成到现有建筑中，以产生绿色电力。

约翰早年对可再生能源有浓厚的兴趣，他在研究应用涂层的化学反应过程方面也有一定的造诣。因此，当公司开发涂层时，约翰尽力提供了很多帮助。这种涂料可以粘贴在玻璃或塑料上，每天当大量的光线穿过我们的窗户时，它就能发电。

你是如何开始研究可再生能源的？

约翰告诉我，“当我还是一名童子军的时候，我可能在高中早期就开始研究光电池了。”

如果从那时起，约翰在这项研究中已经走了很长的路。当然，传统太阳能在改善环境方面发挥了不可磨灭的作用，但根据约翰对太阳能窗户作用的解释，这项技术的主要卖点是显而易见的。对于初学者，您不必为系统指定空闲空间。如果它是一扇窗户，只要你在它的表面涂上一层涂料，它就会在没有阳光直射的情况下开始发电。即使在阴影区域，涂层也能产生能量，但此时周围的漫射光起作用。

约翰说:“像普通的光伏板一样，太阳能窗户不直接依赖阳光。即使它们只接收漫射光，建筑物的任何涂层表面都会产生电能。”

也正因为如此，太阳能窗户可以把整个摩天大楼变成一个绿色发电厂。对于一个典型的50层建筑来说，太阳能窗户产生的能量是屋顶太阳能光伏板的50倍。当该公司推广这项技术时，它明确指出安装的太阳能窗户系统可以在一年内恢复原状。

但是我们大多数人都不住在摩天大楼里，那么这项技术是如何为普通家庭用户提供服务的呢？约翰给了我答案，为什么太阳能窗户能为商业建筑产生如此多的能量，很大程度上是因为商业建筑通常有很多窗户。在典型的房屋设计中，窗户通常很小，墙壁占据了大部分面积，这意味着没有太多有效的涂层面积。然而，即使如此，这种系统的优势仍然比典型的太阳能光伏板更多。

约翰说:“我们不希望这服务于富人。太阳能窗户不仅能在阳光下发电，还能在自然光和人造光下发电。例如，它可以在你的一个灯具发出的光线下发电。”

因此，尽管你作为家庭用户看到的总的好处可能不尽相同，但不可否认的是，太阳能窗户确实可以帮助捕获我们周围一些未开发的能源。如果你有一个房间，你甚至可以把它安装在房间里。

与摩天大楼的窗户相比，普通家庭的窗户使用频率更高，但应注意不要损坏涂层和其他电线之间的连接器。目前，该公司致力于开发适用于任何类型窗框的连接器，并且已经可以使用对应于传统铰链或滑动窗框的系统。斯科特已经证实，如果几个镀膜玻璃堆叠在一起，不用担心，所有的层都会产生能量。如果你的窗玻璃允许，你甚至可以得到三四倍的有效涂层。

约翰透露，由于阳光窗的光线与传统光电技术的光线不同，这种涂层在阳光相对较弱的寒冷地区产生的能量与阳光充足的地区一样多。

关于太阳能窗户涂层技术的前景，有一件事非常令人兴奋。我们都知道大多数人认为传统的太阳能电池不可靠，但是涂层技术可以完全避免这种担心。传统的太阳能光伏板只能在白天工作(原因显而易见)。同时，他们工作的必要条件是有阳光，这意味着他们的阴天已经完全失去了功能，现在我们不能改变天气。然而，任何强度的任何类型的光都不能阻止太阳能窗户产生能量，自然也就没有什么可担心的了！

不可否认的事实是，这是一项非常有潜力的技术，同时它非常有创意，并且使用不太可能的资源来发电。例如，约翰告诉我，他们正在寻找一种方法来覆盖现有的路灯。然而，我们也可以看到，应用于太空或军事的涂层技术还没有达到理想的水平。

约翰总结道:“一切皆有可能。”

没有解释每平方米涂料的最终成本，但约翰似乎决心让这个价格尽可能让大多数人接受。他们也希望他们的产品能在世界上畅销，并为更绿色、更美好的明天做出贡献。

蝌蚪工作人员编译自zmescience，翻译阳光，转载必须授权

继耐克公司计划推出类似科幻电影《回归未来2》中的智能高跟鞋之后，德国研究人员也开始研发自动系带鞋。德国研究人员开发了一种自动系带鞋。穿上这只鞋，踩下安装在鞋里的传感器，鞋底上的小马达就会收紧鞋带。

脱下鞋子时，轻轻触摸两个鞋跟两次，并触摸鞋跟处的“桃乐丝”传感器。舌头上的弹簧会松开，松开鞋带，让你脱鞋。

与耐克(NIKE)即将推出的智能麦格高跟鞋相比，德国研究人员自行设计的自动系带鞋更加“高跟鞋”，可以在不充电的情况下行走时产生能量。能量收集系统布置在鞋中，以将穿着者运动的能量转换成电能。

德国著名的HSG研究所开发了两种类型的能量收集器。其中一个叫做“摇摆收集器”，是专门为这种鞋制作的。它安装在自动系带鞋的底部。当穿戴者的脚由于运动而摆动时，传感器中的磁铁将在线圈之间移动，从而产生电流。“摆动传感器”将收集并储存这些能量，供鞋子使用。

另一个叫做“振动收集器”。它的体积和重量都比前者大。它是为特定需求而开发的，并将应用于军事人员和消防队员的室内导航系统。

然而，目前，这两种收集器都没有在能量收集方面取得理想的结果，所以该研究所的研究人员计划提高他们的工作效率。

原理：核反应堆中可裂变材料进行裂变反应所释放裂变能。裂变反应是指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。

若这些中子除 去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式。国际原子能机构2011年1月公布的数据显示，全球正在运行的核电机组共442座，核电发电量约占全球发电总量的16%。拥有核电机组最多的国家依次为:美国、法国、日本和俄罗斯。

核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加 热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍)，而所需要的燃料体积与火力电厂相比少很多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%-4%，其余皆为无法产生核分裂的铀238。

在通往象鼻山的路上，有三架高高矗立的风车，是岛上居民用电的全部来源，衬托蓝蓝的大海和远处的山峰，在海风的吹拂下悠悠转动。白色的风车，在蓝色天空的背景下，很有意境，也成为热门停留点之一。

用时参考

1小时

交通

舟山可乘公交车3路、6路、7路、9路、13路、15路、20路、29路到半升洞站下车，再步行几分钟即可到达沈家门半升洞码头，在这里乘船到庙子湖岛。

沈家门-庙子湖

每天沈家门8:30发船，返程时间为11:00。

下客舱100元，中客舱130元，上客舱150元，航程2小时左右。

庙子湖-青浜-东福山 每天7:30、11:00从庙子湖发船，8:30、12:00从东福山发船，中途停靠青浜。

单程票价：庙子湖-青浜20元，庙子湖-东福山30元。

到达东福山岛后直接步行即可到达

门票

免费

开放时间

全天开放

景点位置

舟山市普陀区东福岛

太阳能电池发电系统又称太阳能光伏发电系统。光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。而当太阳光照射在太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子—空穴对。在电池内建电场的作用下，光电子与空穴被分离，出现异电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

太阳能可谓取之不尽、用之不竭。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;太阳能发电绝对干净，不产生公害，无污染。所以太阳能被誉为是理想的能源，洁净、可再生，是传统化石能源最为重要的替代品。针对于伴随我国目前经济快速发展而产生的高耗能、高污染行业过快增长的严峻形势，依靠科技，加快技术开发和推广是解决这一问题的有效途径。包括光伏发电在内的太阳能的一系列有效利用形式，一定能够在全世界的节能减排过程中发挥其重大的作用。

今天小编对太阳能光伏发电可以节能减排吗进行了简单的介绍，对于治理空气污染的方法有哪些还请了解更多上的环境污染安全小知识，希望对您有所帮助。

光污染问题最早于二十世纪三十年代由国际天文界提出，他们认为光污染是城市室外照明使天空发亮造成对天文观测的负面的影响。后来英美等国称之为“干扰光”，在日本则称为“光害”。光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源，主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。

由此可见，光伏发电并没有光污染，但是光伏发电由于发电成本高，生产光伏设备不环保等原因也没有得到各国的大面积推广使用。更多的光污染知识介绍，更多造成光污染的原因请大家继续关注的相关知识。

太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、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。那么太阳能发电有辐射吗？

太阳能发电有辐射吗

太阳能光伏发电系统的组件本身在发电时并不产生任何电磁辐射，但是为了将光伏组件所发的直流电转变为交流电并实现和电网的连接，通常需要很多的电力设备和电子器件，这些设备在运行时会影响周围的电磁环境。

这里用太阳能光伏发电系统和电磁环境指代存在于光伏系统周边的由于光伏发电系统运行产生的电磁现象的总和。

经科学测定，太阳能光伏发电系统的电磁环境低于各项指标的限值。在工频段，太阳能光伏发电系统电磁环境甚至低于正常使用的常用家用电器时产生的量值，不会对人身健康产生影响。

随着国家节能减排力度不断加码，水泥余热发电项目的魅力日益显著。预计，到2015年，我国余热余压发电要实现新增装机2000万千瓦。按照每千瓦造价5000元计算，“十二五”期间水泥余热余压发电将形成1000亿元投资规模，下面来具体的看一下水泥厂余热发电具体做什么吧？

余热发电是指利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有高温烟气余热，化学反应余热、废气、废液余热、低温余热，低于200℃等。

鉴于此，在工业上，余热一般优先供生产自用，当有剩余时，虽然直接利用(如暖通空调用或动力用)对能源的利用率要更高一些，但限于暖通空调用量较小且季节变化较大的特点，以及作为动力用要求负荷相对稳定的特点，该种利用方式具有一定的局限性。更多地，则是选择采用余热发电的技术对能源进行回收利用。

一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度，可解决约60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降约18%，每年节约标准煤约2.5万吨，减排二氧化碳约6万吨。

水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，所发电能供水泥生产过程中使用。

每个人、每个城市每天都在产生垃圾。一方面是日渐成山，大有围城之势的生活垃圾，一方面是对垃圾焚烧发电厂的避之不及。那么垃圾焚烧发电的前景如何呢?下面就跟着小编一起来看一下吧!

垃圾焚烧发电的前景

垃圾发电之所以发展较慢，主要是受一些技术或工艺问题的制约，比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本推广一种超级垃圾发电技术，采用新型气熔炉，将炉温升到500℃，发电效率也由过去的一般10%提高为25%左右，有毒废气排放量降为0.5%以内，低于国际规定标准。当然，垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为，随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，工艺日益科学先进，垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。

随着生活垃圾焚烧市场日渐成熟，垃圾焚烧市场竞争也越来越激烈，已经从蓝海变成了红海，使得产业发展既存在巨大的机遇，也存在很多不确定因素和挑战。专业人士认为，垃圾焚烧发电行业市场空间巨大，但同样将面临“冰与火”的双重锤炼。从当前基本国情来看，影响垃圾焚烧发电行业发展的不利因素主要体现在三大方面：“邻避效应”阻碍行业发展速度;专业人才供给不足使得行业发展遭遇瓶颈;竞争激烈促使行业内企业获取新项目难度加大。

我国固废数量巨大，种类繁多，固废处理行业涉及的细分行业较多，其中，垃圾焚烧发电行业和危废处理行业是最重要的两个子行业。我国固废处理行业起步较晚，目前仍处于快速成长阶段，未来存在广阔的市场前景。目前我国生活垃圾以卫生填埋处理为主，焚烧处理将逐渐取代填埋成为城镇生活垃圾处理的主要方式。那么垃圾焚烧发电行业政策如何呢?下面就跟着小编一起来看一下吧!

垃圾焚烧发电行业政策

1.政府主导政策

由政府出资进行垃圾发电厂的投资建设，建成后由政府实施企业化运营的模式。该模式在日本运用最为广泛。日本一半以上的垃圾发电厂采用政府主导模式，在发展垃圾焚烧发电厂项目时十分注重环保效益，在建设时不惜重金采用先进的技术、设备，为垃圾焚烧配备各种捕捉二噁英、重金属等有害物质的过滤清洗系统，在运营垃圾发电厂是执行严格的高环保标准。

2.政府建设、委托企业全权运营政策

政府将所建设的垃圾焚烧发电厂委托给企业进行全权运营的模式。政府出资建设后，资产继续国有，而运营职能通过招标，以租赁或合同方式委托给有资质和经验的运营公司，运营公司负责运营，监管则由政府所属事业单位承担。采用该模式的典型国家是德国。在德国，建设垃圾场是政府的职责，但政府不承担垃圾发电厂的运营，而是将其委托给有能力、有资质的企业。同时，德国实行严格的垃圾焚烧烟气污染物排放标准。

3.特许经营政策

依照相关法律法规，政府通过市场竞争机制选择垃圾焚烧发电厂的投资企业，委托建设垃圾焚烧发电厂，并赋予其在一定范围和经营期内经营垃圾焚烧发电厂的权利。投资企业根据政府机构授予的特许协议或许可证，以自己的名义从事授权项目的设计、融资、建设及经营。在特许期内，投资企业拥有项目的收益权，并承担对项目设施进行维修、保养的义务;政府拥有对企业的监督权，且对垃圾处理相关的服务价格有监督和干预权。

大家都知道潮汐发电是一种新型的环保能源，不但具有可再生、可循环利用等特点，同时，还不会破坏生态平衡。是沿海地区的重要发展能源之一。潮汐发电的特点是什么?下面小编为您详细解答。

地球每天自转一周，而月球则不断环绕地球旋转。由於月球的万有引力，地球海洋上的水，会产生拱凸起来的部分，环绕地球澎涌奔驰。这便是我们见到的潮汐涨退现象。当中，太阳的万有引力也有影响，约为对海水总牵引力的四分之一。

潮汐电站由一条堤形堰闸组成，通常建造於江河的出口等潮汐涨落较大的地方。堰闸上装设有闸门和涡轮桨叶。只要堰闸内外的水位差超逾3m，水便通过桨叶，从而推动涡轮机发电。闸门自动适时启闭，以取得最高的水位差和水压。

这种双向潮汐电站，无论潮水涨退，都可推动涡轮机发电，只是水涨和水退时，涡轮机桨叶旋转的方向相反而已。由於潮汐涨落规律的限制，潮汐电站每天只能发电约8小时。而且，它建造费用昂贵，影响沿岸的水流和野生动植物，更给鱼类和水栖动物造成障碍。

综上所述，潮汐发电的特点既有优点也有缺点，只有合理利用才能造福人类。同时，大家要想知道风暴潮的形成与危害预防等方面的内容，可以在海洋灾害小知识中查询。

太阳能发电系统有很多种，小型家用折叠型，家用壁挂型等等，都是利用了可持续能转变为我们生活中必不可少的电能，维持了正常的用电设备的正常运行。以环保的理念潜移默化进入我们的生活之中。今天小编就为大家介绍壁挂式太阳能发电系统的基本原理及其五大优势。

光—热—电转换方式： 通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—动再转换成电最终转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍。

光—电直接转换方式： 该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。

1.太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不爱地域、海拔竺等因素的无限制。

2.太阳能资源随处可得，可就近供电， 不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

3.光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上，技术开发潜力巨大。

4.光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

5.光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

壁挂式太阳能发电系统在现在的生活中还不太普及，一来是因为安装成本和购买成本比较高，也有会被气候影响的因素存在。但是太阳能发电的理念却被很多人所接受，可持续能源的利用也是消费者所追捧的，相信在不久的将来，壁挂式太阳能发电系统会更加普及。

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。以下是由小编整理关于光伏知识的内容，希望大家喜欢!

光伏发展的前景

太阳能发电是新兴的可再生能源技术，已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质，再利用传统蒸汽发电设备发电，近年来产业化示范项目开始增多。

中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策，尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际，相应的扩大了国内的装机市场，保护国内产业的可持续发展。

针对大型光伏发电标杆上网电价，《意见稿》针对四类地区给出了四个不同的上网电价，分别为0.75、0.85、0.95、1元/千瓦时。

我国2012年新增光伏装机5.04GW，累计建设容量达7.97GW，其中大型光伏电站4.19GW，分布式光伏系统3.78GW。目前我们判断2013年新增装机可能在8.5GW左右。

光伏发电

近10年来，全球太阳能光伏电池年产量增长约6倍，年均增长50%以上。2010年，全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦，其中我国年产量1000万千瓦。并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。2010年，全球光伏发电总装机容量接近4000万千瓦，主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利，其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高，全产业链的成本快速下降。太阳能光伏电池组件价格已经从2000年每瓦4.5美元下降到2010年的1.5美元以下，太阳能光伏发电的经济性明显提高。

光热发电

光热发电也称太阳能热发电，尚未实现大规模发展，但经过较长时间的试验运行，开始进入规模化商业应用。美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度等国已经建成或在建多座光热电站。到2010年底，全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110万千瓦，在建项目总装机容量约1200万千瓦。

到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦(100MW)，从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦(2900MW)，太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好，整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

根据《可再生能源发展“十二五”规划》，到2015年，我国力争使太阳能发电装机容量达到21GW(百万千瓦)预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。

国家能源局发布《太阳能发电发展“十二五”规划》称，“到2015年底，太阳能发电装机容量达到2100万千瓦(即21GW)以上，年发电量达到250亿千瓦时。”

根据《规划》，“十二五”时期新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦，太阳能光热发电装机容量100万千瓦，分布式光伏发电系统约1000万千瓦，光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算，分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算，总投资需求约2500亿元。

看过“光伏基础知识“

光伏系统介绍

太阳能光伏效应，简称光伏(PV)，又称为光生伏特效应(Photovoltaic)，是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势：比如没有任何机械运转部件;除了日照外，不需其它任何"燃料"，在太阳光直射和斜射情况下都可以工作;而且从站址的选择来说，也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起，太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日，小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板，大至面积广阔的太阳能发电中心，其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式，太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料，按年均太阳能系统装机容量计算，全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%，从 2003 年的598MW 增长至2007年的2826MW。预测到2012年，年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW，而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的 172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

在世界的一些主要国家中，尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国，联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励，以促进太阳能在并网应用中的使用，降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法，这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。

但总体来说，由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性，多国政府都在采取积极措施，以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案，而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外，日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因，促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。

世界各国政府实施了多种激励政策，以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金，用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求，公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力，而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。

而在我国，长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题，即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国，尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变，引起全球光伏市场急剧萎缩，进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地，我国下决心上马一大批光伏发电项目，解决了"销售市场"的问题，在很大程度上稳定了光伏产业的内需，理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息，一是产业政策的扶持，不仅仅中央财政安排专门资金，对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助，以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期，即拓展了太阳能产业的发展空间，下游需求必将有所改善。

太阳能发电的原理

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。

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，于是就有“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。

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。