光伏发电自动跟踪系统

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光伏发电自动跟踪系统
能源问题关系到经济是否能够可持续发展。-次能源的日益枯竭，已引起全世
界的极大关注。现在人们常用的-次能源有煤炭，石油，原子能等。占人们能源消
费的大部分的煤炭和石油都是有限的，不可再生的。据有关资料显示:石油储量的综
合估算，可支配的化学能源的极限大约为1180-1510亿吨，以1995年世界石油的年
开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭，天然气储备估计在
131800-152900兆立方米，年开采量维持在2300兆立方米，将在57-65年内枯竭，煤
的储量约为5600亿吨，1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年，铀的年开采量
目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期，
核聚变在2050年前没有实现的希望。
形势是很严峻的，当前世界多数国家对能源问题都很重视。新能源技术及节能技
术在世界范围内迅速发展。太阳能，绿色生物能，燃料电池，海洋能等新能源的研究
与应用为人们描绘出希望。其中太阳能应用技术以其独特的优势在全世界蓬勃发展，
使人们在能源危机的焦虑中，感到不少欣慰。
§1.2 太阳能的特点与优势
太阳是个巨大的能源。地球上绝大部分能源归根究底是来自太阳的。煤炭、石
油都是古时候由动物或植物存储下来的太阳能。太阳每秒钟发出的能量有3.865×
1026 J，相当于每秒钟燃烧1.32×1016t标准煤所发出的能量。太阳是以辐射的方式向
四周传播它的能量的。太阳发出的能量中约有22亿分之-到达了地球，约1.73×
1014KW。这些能量经过地球大气层的吸收与反射，最终到达地球表面的约有8.1×
1013KW。全世界人们-年所用的各种能量之和也只有到达地球表面的太阳能的数万
分之-，利用太阳能的潜力是十分巨大的。
太阳辐射能的强度用太阳常数表示。在地球大气层的上界，在平均日地距离时，
在垂直于太阳光的方向上，在单位时间和单位面积内，太阳辐射能有-个比较恒定的
数值，这个数值就叫太阳常数，它的值大约是1367±7W/m2 。
太阳辐射能与煤炭、石油、核能相比较，有如下的优点:
第-章 绪论
2
1.普遍性。地球上处处都有太阳能，不需要到处去寻找，去运输。
2.无害性。利用太阳能作为能源，没有废渣，废料，废气，废水的排放，没有噪声，
不会污染环境，没有公害。
3.长久性。只要有太阳，就有太阳能，因此太阳能可以说是取之不尽，用之不绝。
4.巨大性。-年内到达地面的太阳辐射能总量要比现在地球上消耗的各种能量的总和
大几万倍。
§1.3 国内外太阳能应用的现状
太阳能应用包括太阳能发电和太阳能热利用。太阳能发电又分为光伏发电，光化
学发电，光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能电池这种半导体器件吸收
太阳光辐射能，使之转化成电能的直接发电形式，光伏发电是当今太阳能发电的主流。
世界光伏产业从 1999 年的201MW 增加到2005 年的1100MW。目前以32.1%的年平
均增长率高速发展，位于世界能源发电市场增长率的首位。日本通产省(MITI)第二次
新能源分委会宣布了光伏、风能和太阳热利用计划，2010 年光伏发电装机容量达到
5GW。欧盟的可再生能源白皮书及相伴随的起飞运动”是驱动欧洲光伏发展的里程
碑，总目标是2010 年光伏发电装机容量达到3GW。美国能源部制定了从2000 年1 月
1 日开始的5 年国家光伏计划和2020～2030 年的长期规划，以实现美国能源、环境、
社会发展和保持光伏产业世界领导地位的战略目标。按照预计的发展速度，2010 年美
国光伏销售达到4.7GW。发展中国家的光伏产业近几年-直保持世界光伏组件产量
的10%左右。预测未来10 年仍将保持10%或稍高的发展水平，达到1.5GW(约10.6%)。
其中印度近几年发展迅速，居发展中国家领先地位，目前光伏系统的年生产量约
10MW，累计安装量40～50MW。因此，到2010 年世界光伏系统累计安装容量将达到
14～15GW。
太阳能光伏发电是太阳能利用的重要方式， 随着国家西部开发政策的推行及光
明工程的实施， 太阳能光伏发电技术取得了较快发展。目前我国已建成的较大的光伏
电站有西藏双湖25千瓦光伏电站，西藏安多100千瓦光伏电站以及目前中国最大的新
疆北塔山牧场150千瓦太阳能光伏电站等。这些电站都建在光照充足，地理位置偏僻，
电网不能到达的地区↑来-些几瓦到几百瓦的中小型光伏发电应用系统也出现在生
活中，如太阳能交通警示灯，高速公路上的太阳能广告牌，太阳能路灯等。2005年我
国系统累计装机容量为70MW，《中华人民共和国可再生能源法》，承诺2010年太阳
内蒙