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光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)范文第1篇

關(guān)鍵詞：　太陽能；發(fā)電效率；影響因素

中圖分類號： U473.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展過程中，面臨著非常大的難題，就是能源短缺的問題。在以前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，人們對于能源的開發(fā)和使用并沒有一個度的認(rèn)識，認(rèn)為能源是源源不斷的，可是在現(xiàn)在，人們又不得不為過度的開發(fā)能源進(jìn)行彌補(bǔ)的工作。過去的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中還存在著環(huán)境的污染和生態(tài)破壞的問題，所以現(xiàn)在發(fā)展新能源成為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。太陽能作為一種新能源而且還是一種可再生的能源受到了人們的關(guān)注，在使用太陽能的過程中不會對環(huán)境造成太多的破壞，而且這種能源是可以循環(huán)利用的。但是在太陽能的光伏發(fā)電的過程中會出現(xiàn)很多的因素對發(fā)電的功率進(jìn)行影響。

1　太陽能光伏發(fā)電的發(fā)電原理

太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)是由非常多的部件組成的，這其中包括太陽能的電池、電池的充和放電的控制器，計(jì)算機(jī)的監(jiān)控設(shè)備和蓄電池以及一些輔助的設(shè)備。太陽能的光伏發(fā)電的原理主要是利用陽光的照射，在陽光照射太陽能電池的表面的時候，太陽光中的光子就會被太陽能電池的硅材料吸收，這樣光子的能量就會通過硅原子使得太陽能電池內(nèi)的電子發(fā)生變化。在太陽能電池與外部的電路相連接的時候，就是產(chǎn)生一定的輸出功率，這個過程就是一個光能轉(zhuǎn)化為電能的過程。太陽能電池連接著蓄電的電池組，這樣就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能的能源儲存起來。進(jìn)而通過電能的輸送裝置輸送到電網(wǎng)中，以便人們使用。

2 太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)

利用太陽能進(jìn)行發(fā)電具有很多其他能源開發(fā)沒有的優(yōu)點(diǎn)，首先，太陽能是無處不在的，在世界的任何地方都是有太陽光的存在的。其次，太陽能發(fā)電想比較其他能源來說，它是沒有污染的，這樣是符合現(xiàn)在世界各國的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略的。最后，太陽能發(fā)電的可利用時間是非常的久的。但是太陽能光伏發(fā)電還是存在著一些缺點(diǎn)的，太陽能發(fā)電就一定離不開太陽光，但是有些地區(qū)的時間周期是非常的短的，一天內(nèi)太陽光的照射時間是非常的短的，而且太陽能光伏發(fā)電還受到氣象條件的制約，有些地區(qū)是常年陰雨的這樣就不利于太陽能發(fā)電。

3　影響太陽能光伏發(fā)電效率的因素

3.1自然條件的影響

3.1.1　太陽高度角和地理緯度的影響

太陽高度角可以直接影響太陽的輻射強(qiáng)度，在緯度高的地區(qū)太陽的高度角就會越小，太陽的輻射強(qiáng)度就會越弱；在緯度低的地區(qū)，太陽高度角就會越大，這樣太陽的輻射強(qiáng)度就會越強(qiáng)，因此在緯度低的地區(qū)，開發(fā)太陽能光伏發(fā)電更加具有可行性。

3.1.2大氣透明度和海拔高度的影響

大氣的透明度是太陽光透過大氣的一個參數(shù)，在天空晴朗的時候，大氣的透明度就非常的高，太陽光對于地面的輻射就會強(qiáng)一些，反之則少；海拔高度越高時，空氣就越稀薄，大氣透明度就越大。因此海拔越高，太陽輻射能量也就越大，這些地區(qū)就更加適合開發(fā)太陽能光伏發(fā)電。

3.1.3日照時數(shù)的影響

日照時數(shù)也是影響地面太陽能的一個重要因素。一般日照時間長，地面所獲得的太陽總輻射量就多。

3.2逆變器整機(jī)效率對發(fā)電效率的影響

大功率的逆變器在滿載時，效率必須在百分之九十以上。特別是在低負(fù)荷下供電時，仍須有較高的效率。逆變器效率的高低對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有重要的影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)專用的逆變器在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率。所以為了提高輸出效率，并網(wǎng)逆變器應(yīng)具有最大功率點(diǎn)跟蹤控制功能，隨時跟隨太陽能輻射能力而變化。此外還能根據(jù)日出、日落條件的不同自動進(jìn)行開與關(guān)。

3.3　最大功率峰值跟蹤對發(fā)電效率的影響

輸入的直流功率取決逆變器工作在光伏陣列的電流-電壓曲線上的哪一個點(diǎn)上。理想狀態(tài)下，逆變器應(yīng)工作在太陽能光伏陣列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天內(nèi)是不同的，主要是由于環(huán)境的作用，如太陽光的輻射和溫度，但逆變器通過一個具有最大功率峰值跟蹤的運(yùn)算器來直接與光伏陣列相連，達(dá)到能量轉(zhuǎn)移的最大化。最大功率峰值跟蹤的最大效率可以定義為在定義的一段時間內(nèi)逆變器從太陽能陣列獲得的能量與理想狀態(tài)下的最大功率峰值跟蹤從太陽能陣列獲得的能量的比率。許多最大功率峰值跟蹤的運(yùn)算法是建立在不同的基礎(chǔ)上的，其參數(shù)有增量電導(dǎo)、寄生電容、恒定電壓、電壓的溫度修正和模糊邏輯控制等。盡管如此，這種運(yùn)算還是有些局限的地方，這將使最大功率峰值跟蹤的效率在某些特定條件下有所降低。在非常低的太陽光輻射下，功率曲線變得非常平滑，找到最大功率峰值變得非常困難。

4　提高太陽能光伏發(fā)電效率要解決的問題

目前，世界太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)還處于初級階段，為了保證太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高太陽能光伏發(fā)電效率，需要做好以下工作：首先，繼續(xù)研制太陽能電池新材料，提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率；其次，研究太陽能光伏電池最大功率跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)太陽光最大功率跟蹤；再次，研究太陽能光伏電池陣列的優(yōu)化組合算法，實(shí)現(xiàn)太陽能光伏電池陣列的優(yōu)化組合；最后，研究太陽能光伏發(fā)電的軟并網(wǎng)技術(shù)，減少光伏電能對電網(wǎng)的沖擊。

結(jié)語

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的自然能源，我國擁有非常豐富的太陽能資源，太陽能資源豐富，而且它對環(huán)境無任何污染，解決好影響太陽能光伏發(fā)電效率的問題，使太陽能得到充分的利用，太陽能會成為滿足可持續(xù)發(fā)展需求的理想能源之一。對出現(xiàn)的問題找到合理的解決措施就可以使得太陽能發(fā)電更好的為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃云　.淺議幾種太陽能光伏電源最大功率的跟蹤方法[J].青年科學(xué)　，2010.

光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)范文第2篇

關(guān)鍵詞：能源；太陽能光伏發(fā)電；并網(wǎng)發(fā)電；發(fā)展；前景

前言

隨著社會的不斷發(fā)展，人口、資源和經(jīng)濟(jì)之間存在著越來越大的矛盾，這嚴(yán)重制約了世界和諧發(fā)展的步伐，所以為了更好地解決社會發(fā)展過程中能源短缺的問題，太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)為解決能源緊缺問題起到了非常重要的作用。目前在對太陽能利用上，主要還是取暖和發(fā)電這兩個方面，特別是在利用太陽能發(fā)電上，其可以完全取代水能和火能的技術(shù)，成為新型、綠色的發(fā)電技術(shù)，確保了能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。

1 國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國利用太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目已建成投產(chǎn)，而且國家也采取了相關(guān)的財(cái)政補(bǔ)助政策，這對于太陽能光伏發(fā)電的建設(shè)起到極為重要的作用，特別是2013年敦煌10MW光伏項(xiàng)目建設(shè)，這對于我國光電和大規(guī)模光伏電站的建設(shè)起到了極大的推動作用，而且隨著各項(xiàng)目的建設(shè)和投產(chǎn)，我國光伏發(fā)電的裝機(jī)總量將不斷增加，相信到2020年將能夠達(dá)到2000萬千瓦。

2 光伏發(fā)電的基本工作原理

光伏發(fā)電技術(shù)是充分的利用光生伏特效原理實(shí)現(xiàn)的，其通過太陽能電池來將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電技術(shù)可以獨(dú)立使用進(jìn)行發(fā)電，也可以并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電，其主要由太陽能電池板、控制器和逆變器等部分組成，其組成元器件都為電子元器件，因此發(fā)電設(shè)備不僅精煉，而且較為穩(wěn)定，壽命較長，更易于安裝和維護(hù)。而且在任何電源場合中都可以利用光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電。在進(jìn)行光伏發(fā)電時，其以太陽能電池為其最基本的元件，而且電池種類較多，目前以單晶和多晶用量最為常見，只有在一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源中都會采用非晶電池。而光伏組件多是由一個或是多個太陽能電池片組成的太陽能電池板。

3 太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)

太陽能光伏發(fā)電與常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)相比具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于其是利用太陽能來進(jìn)行發(fā)電，不僅安全可靠，而且無污染，沒有噪音產(chǎn)生，同時太陽能資源也不會存在枯竭的危險(xiǎn)。利用太陽能進(jìn)行發(fā)電不用受到資源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同時也不需要架設(shè)輸電線路，能源質(zhì)量較高，而且易于建設(shè)，可以在較短時間內(nèi)即可獲取到能源，使用者對太陽能光伏發(fā)電更易于接受。但利用太陽能光伏發(fā)電也有其自身的缺點(diǎn)，由于太陽能會受到四季變化及天氣等氣象條件的影響，而且由于太陽照射能源分布密度較小，所以利用太陽能進(jìn)行發(fā)電時還需要占用較大的空間面積。

4 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

4.1 太陽光伏發(fā)電技術(shù)原理

太陽能電池是太陽能光伏企業(yè)的核心設(shè)備，光伏發(fā)電利用太陽能電池將光能直接轉(zhuǎn)換成電能。1839年Becquerel發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)，為太陽能電池的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。太陽能電池芯片的PN結(jié)被光照射后，高能狀態(tài)下的電子吸收了光能，被激發(fā)成為自由電子，自由電子在晶體里移動，余下的空穴也圍繞晶體移動，自由電子在N結(jié)聚集，空穴在P結(jié)聚集，由此PN結(jié)間形成電勢差，從而可以作為電源使用。

4.2 太陽能電池

提高太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化率。太陽能電池主要分為硅基太陽、化合物半導(dǎo)體電池。

（1）硅基電池

電池和化學(xué)電池是目前商業(yè)化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池，單晶硅光伏電池雖然轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好但是成本也比較高，多晶硅電池雖然轉(zhuǎn)換率低些，但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。晶硅光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展的方向主要是硅薄膜光伏發(fā)電。硅薄膜太陽電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽能電池，相對傳統(tǒng)的晶硅太陽能電池而言，生產(chǎn)硅薄太陽能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。

（2）化合物半導(dǎo)體電池

半導(dǎo)體硅的價格比較貴，相對而言化合物半導(dǎo)體的成本就比較低了，化合物半導(dǎo)體電池主要有CdTe電池和CIGS電池。這些化合物半導(dǎo)的體能隙寬度可以方便的調(diào)節(jié)，從而與太陽光譜匹配，將更多的光能轉(zhuǎn)換為電能。理論上CdTe電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%，而且性能穩(wěn)定，原材料價格低廉。另外，金屬鎘Cd具有毒性，會嚴(yán)重的污染環(huán)境，根據(jù)有關(guān)研究結(jié)果，生產(chǎn)相同多的電量，CdTe與煤、石油和晶體硅電池相比，排放的鎘等重金屬的量是最低的。

4.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

（1）獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

利用太陽能光伏技術(shù)可以進(jìn)行獨(dú)立發(fā)電，其不需要與電網(wǎng)相連，獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)即可進(jìn)行發(fā)電，這種獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)通常會在邊遠(yuǎn)地區(qū)及野外的電源中進(jìn)行應(yīng)用，由于其可以將白天生產(chǎn)出來的部分電能通過蓄電池儲存起來，而在晚上釋放出來供人們對電能的需求，所以對于一些沒有接入到電網(wǎng)中的居民也是十分好的選擇。但由于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)在日常應(yīng)用中穩(wěn)定性還較為欠缺，往往需要建立普通電站作為輔助，這不僅導(dǎo)致發(fā)電成本增加，而且與綠色能源的目的也不相符合。

（2）并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指將光伏發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)連接在一起的發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電設(shè)備與其他類型的發(fā)電站一樣能為公共電網(wǎng)提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產(chǎn)生的是直流電，需要經(jīng)過相關(guān)設(shè)備變換成與公共電網(wǎng)頻率相同的交流電，之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網(wǎng)，所以并網(wǎng)系統(tǒng)不需要蓄電池，系統(tǒng)運(yùn)行成本低于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。另外，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率比獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)高很多，所以發(fā)電系統(tǒng)的供電比較穩(wěn)定，是太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的比較合理發(fā)展方向。

5 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用前景

目前在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用，通常是通過建立集中式大型并網(wǎng)光伏電站及一些分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)光伏發(fā)電，但由于大型并網(wǎng)電站的建設(shè)不僅周期較長，而且投資較大，并不是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的目的，而利用光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，不僅投資小，而且不需要占有多大的面積，建設(shè)周期較短，所以已成為當(dāng)前光伏發(fā)電的主流趨勢。近年來，我國太陽能光伏發(fā)電行業(yè)得以快速的發(fā)展，無論是太陽能電池的產(chǎn)量還是太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量都得以不斷增加，相信在不久的將來，太陽能光伏發(fā)電將取代常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)，成為能源的主體。

參考文獻(xiàn)

[1]吳理博.光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)[D].清華大學(xué)，2006.

光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)范文第3篇

 

通過采用四級精餾，一級脫重，去除其中的高聚物和大量的金屬雜質(zhì)，二級再脫重，去除金屬雜質(zhì)，回流采出輕組分，側(cè)線采出產(chǎn)品，進(jìn)入三級脫輕塔，去除其中的三氯氫硅，塔釜依靠壓差，進(jìn)入四級脫重塔，塔頂?shù)玫礁呒兯穆然璁a(chǎn)品。四級精餾得到的高純四氯化硅，避免外雜質(zhì)的引入，易得到9N產(chǎn)品。

 

隨著化石能源挖掘越來越困難，以及二氧化碳排放造成全球變暖加劇，能源短缺問題日漸突出，環(huán)保問題成為焦點(diǎn)話題。太陽能光伏發(fā)電本身因清潔、維護(hù)少、相對較安全等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了全世界的新興產(chǎn)業(yè)。

 

目前從中國范圍來看，光伏產(chǎn)業(yè)帶動了多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國范圍內(nèi)運(yùn)營的十六家多晶硅企業(yè)，面對多晶硅副產(chǎn)物SiCl4污染環(huán)境的嚴(yán)峻形勢，目前國內(nèi)對SiCl4的應(yīng)用，有熱氫化、催化氫化、冷氫化、氯氫化、等離子氫化，還原制備SiHCl3，實(shí)現(xiàn)了多晶硅產(chǎn)業(yè)的閉路循環(huán)，是最理想的處理方式。除了在多晶硅生產(chǎn)過程中閉路循環(huán)降低硅耗比以外，國內(nèi)也有工藝成熟，易于操作，對設(shè)備要求低，經(jīng)濟(jì)效益高，以SiCl4為原料制備白炭黑、硅酸酯類、光纖。這些對SiCl4的純度要求比較高，尤其是熱氫化、催化氫化、等離子氫化、光纖，需要高純SiCl4的純度達(dá)到99.999 999 9%[1]。所以，副產(chǎn)物工業(yè)SiCl4的純化，顯得尤為重要。

 

1 SiCl4的純化

 

1.1 SiCl4純化存在的問題

 

四氯化硅，分子式：SiCl4，無色透明重液體。有窒息性氣味。相對密度1 480 kg/m3。熔點(diǎn)-70 ℃。沸點(diǎn)57.6 ℃。在潮濕空氣中水解而成硅酸和氯化氫，同時發(fā)生白煙。對眼睛及上呼吸道有強(qiáng)烈刺激作用，引起角膜混濁，呼吸道炎癥，甚至肺水腫。眼睛直接接觸可致角膜及眼瞼嚴(yán)重灼傷。皮膚接觸后可引起組織壞死。濺入耳朵，會引起耳膜穿孔。

 

通常對SiCl4的純化的方法有：

 

1.1.1 精餾法

 

精餾法是利用SiCl4與各種雜質(zhì)氯化物揮發(fā)度的差異進(jìn)行分離，去除其中的金屬雜質(zhì)。對SiCl4提純應(yīng)用最為廣泛的是篩板塔、填料塔、浮閥塔。但是精餾法對強(qiáng)極性的B、P雜質(zhì)，會有一定的限制。

 

1.1.2 吸附法

 

固體吸附基本原理是基于化合物中各組分化學(xué)鍵極性不同進(jìn)行除雜的。SiCl4是無電偶極矩的對稱分子，與此相反，所含雜質(zhì)如AlCl3、FeCl3、PCl3，BCl3等是具有相當(dāng)大的偶極矩的不對稱分子，強(qiáng)烈地趨向于形成加成化學(xué)鍵，很容易被吸附劑吸附。此外，在吸附劑(如硅膠、樹脂)的表面，由羥基所覆蓋，因此對于離子性化合物和容易水解的化合物容易吸附。固體吸附法可以克服精餾法對強(qiáng)極性雜質(zhì)難以脫除的困難。在吸附操作中，制備超純吸附劑、吸附劑在線再生的安全性、以及吸附劑的更換安裝被沾污還是關(guān)鍵問題。

 

1.1.3 精餾-吸附法

 

將精餾和固體吸附法組合操作，可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使SiCl4達(dá)到很高的純度。利用精餾方法可以將與SiCl4揮發(fā)度相差較大的雜質(zhì)去除，而對以及PCl3，BCl3產(chǎn)生OH的含氫化合物SiHCl3分離較難，可利用吸附方法較好地去除這些極性雜質(zhì)。但是還是受限于吸附劑應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題。

 

1.1.4 部分水解法

 

部分水解法提純SiCl4的基本原理是利用鹵化硼、BOCl與其他含硼絡(luò)合物以及Fe、Al等一些元素的氯化物比SiCl4更容易水解、水化或被水絡(luò)合，形成不揮發(fā)的化合物而除去。此方法操作需要滿足四氯化硅濃度達(dá)到99.99%，否則將面臨氫氣富集，出現(xiàn)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

 

1.1.5 絡(luò)合法

 

在SiCl4及SiHCl3中雜質(zhì)硼是以BCl3或其他絡(luò)合物形式存在的選擇絡(luò)合劑的一般原則是：能與BCl3形成化學(xué)上和熱學(xué)上高度穩(wěn)定的絡(luò)合物;極難揮發(fā)和對熱很穩(wěn)定;不與SiCl4及SiHCl3發(fā)生作用。但是絡(luò)合劑分離需要額外的精餾除去，消耗能量，不利于企業(yè)降低成本。

 

1.2 存在問題

 

工業(yè)SiCl4，它具有SiCl4所有的物化性質(zhì)，還具備本身特有的一些性質(zhì)，容易堵塞管道，磨損機(jī)泵。其中各項(xiàng)高沸點(diǎn)雜質(zhì)含量高，TiCl4(沸點(diǎn)：135.8 ℃)含量達(dá)到了200 000×10-9(ppbw)，AlCl3(178 ℃升華)含量達(dá)到了70 000×10-9，F(xiàn)eCl3(沸點(diǎn)：315 ℃)含量達(dá)到了8 000×10-9，PCl3(沸點(diǎn)：76.5 ℃)含量達(dá)到了100×10-9 [2]，另外還含有一些黏糊的高聚物，硅粉[3]。低沸雜質(zhì)，BCl3(沸點(diǎn)：12.1 ℃)含量達(dá)到了1 000×10-9，并且目前熱氫化技術(shù)，返回的四氯化硅中含有大量的碳雜質(zhì)[4]。因此要使含有1%～15%的SiHCl3工業(yè)SiCl4有效回收，成為高純SiCl4，避免管道堵塞，需要開展更多的工作。

 

以上所述的各種對SiCl4的純化均有優(yōu)缺點(diǎn)，但是仍然不適合無黏糊高聚物，硅粉，雜質(zhì)碳含量比較低的粗SiCl4的純化。很多企業(yè)卻是采用液堿中和或者是水淋洗水解，污染嚴(yán)重，勞動強(qiáng)度大，非常不可取。對于多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，合成單元產(chǎn)生的四氯化硅的分離提純，尤其是年產(chǎn)較高的企業(yè)，確實(shí)是企業(yè)生產(chǎn)高成本的投入，不利于企業(yè)長遠(yuǎn)的發(fā)展。

 

2 工業(yè)SiCl4四級精餾

 

為了解決工業(yè)SiCl4堵塞管道，利用率低，精餾能耗高的問題，設(shè)計(jì)流程和操作參數(shù)。

 

2.1 精餾流程

 

四級精餾塔流程如圖1。

 

一級脫重塔為溢流堰式板式塔，二、三、四級塔為填料塔。

 

工業(yè)SiCl4在一級脫重塔中，經(jīng)過分離，從塔釜隨SiCl4排出高聚物和硅粉顆粒殘液，塔頂采出清澈的一級產(chǎn)品，進(jìn)入二級脫重塔。在二級脫重塔中，進(jìn)行分離，從塔釜隨SiCl4排出金屬雜質(zhì)、P雜質(zhì)、碳雜質(zhì)，塔頂采出SiHCl3，并攜帶出B雜質(zhì)，通過二級脫重塔的精餾段側(cè)線采出二級產(chǎn)品，進(jìn)入三級脫輕塔。在三級脫輕塔中，進(jìn)行分離，從塔頂隨SiCl4排出SiHCl3和B雜質(zhì)，塔釜依靠壓差進(jìn)入四級脫重塔。在四級脫重塔中，進(jìn)行分離，從塔釜隨SiCl4進(jìn)一步排出金屬雜質(zhì)、P雜質(zhì)、碳雜質(zhì)，塔頂?shù)玫礁呒僑iCl4。

 

2.2 操作控制參數(shù)

 

根據(jù)高曉丹對釜?dú)堃簻囟鹊脑囼?yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合胡開達(dá)[5] 對四氯化硅雙塔精餾的模擬計(jì)算，對工業(yè)SiCl4的制定了操作控制參數(shù)(表1)。

 

根據(jù)高曉丹等對四氯化硅釜?dú)堁芯?，一級塔控制釜?03～105 ℃，且一級脫重塔塔釜排殘，采用間歇式排殘，排殘后，對排殘管道采用熱氮?dú)?60～80 ℃)進(jìn)行吹掃[6]。一級脫重塔在板壓差下降，回流比不夠4時，采用4級脫重塔產(chǎn)品進(jìn)行返回清洗。

 

2.3 SiCl4四級精餾結(jié)果

 

通過流程運(yùn)行，組分含量通過氣相色譜儀Agilent7890A測定，其中不含有SiHCl3各項(xiàng)雜質(zhì)含量采用Agilent7500CS進(jìn)行檢測，其中各項(xiàng)重組分雜質(zhì)，尤其是金屬雜質(zhì)顯著降低。如表2。

 

3 結(jié)束語

 

采用四級精餾分離工業(yè)SiCl4可以滿足熱氫化、光纖、催化氫化、等離子氫化、光纖，需要的高純SiCl4的純度。四級精餾的流程，防止了工業(yè)SiCl4提純過程中出現(xiàn)的堵塞、結(jié)垢問題。

光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)范文第4篇

關(guān)鍵詞：氣候變化；能源系統(tǒng)；能源供給側(cè)；能源需求側(cè)

中圖分類號：F206 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0169（2014）01-0041-06

氣候變化是當(dāng)前國際社會普遍關(guān)注的全球化重大問題。許多觀測資料表明，地球正在經(jīng)歷以全球氣候變暖和極端氣候事件頻率/強(qiáng)度增加為主要特征的氣候變化問題。氣候變化正成為～種緩慢發(fā)生的災(zāi)害，給人類社會帶來嚴(yán)重影響，其潛在損失給世界各國提出了適應(yīng)氣候變化的要求。

有關(guān)氣候變化影響的研究，主要集中在由氣候變化帶來的一般性物理影響，包括作物生長和蟲害、徑流量及水資源短缺、疾病與健康、生態(tài)系統(tǒng)、動物遷移等。對能源系統(tǒng)與氣候變化之間的關(guān)系，更多的研究關(guān)注“能源消費(fèi)對GHG排放及氣候變化問題”，而對能源部門的氣候變化易損性研究并不多，且大多僅著眼于能源系統(tǒng)一個方面。從能源供應(yīng)鏈不同層次的視角，Schaeffer等對目前能源系統(tǒng)的氣候變化易損性問題進(jìn)行了總結(jié)和歸納；Mideksa等綜述了氣候變化對電力市場的影響；從區(qū)域的視角，Wil-banks研究了氣候變化對美國能源生產(chǎn)和使用的影響；Ebinger歸納了能源部門適應(yīng)氣候變化影響的若干關(guān)鍵問題；Yau等則綜述了氣候變化對熱帶地區(qū)商業(yè)建筑和技術(shù)服務(wù)的影響。

本文以氣候變化對能源系統(tǒng)的影響為主題，對近十幾年來的最新國際文獻(xiàn)進(jìn)行全面的綜述及展望。在闡述主流研究問題的同時，歸納比較了其中的關(guān)鍵研究方法及各自優(yōu)缺點(diǎn)。最后根據(jù)目前研究的特點(diǎn)，提出了可能的發(fā)展方向。

一、氣候變化對能源需求側(cè)的影響研究

氣候變化對能源需求端影響的研究廣泛關(guān)注氣溫變化對建筑/居民部門能源需求，尤其是電力需求。這是因?yàn)椋瑲鉁厣呲厔輰?dǎo)致冬季更為舒適而夏季更為不適，進(jìn)而使取暖需求降低，制冷需求增加，取暖制冷又大多由電力支撐。McGilligan等指出建筑部門是容易受到氣候變化尤其是全球變暖挑戰(zhàn)的部門。IPCC第三次評估報(bào)告將氣候變化對建筑部門的影響總結(jié)為“電力需求增加，而能源供給可靠性降低”。

許多學(xué)者針對不同國家、地區(qū)，探討了氣候變化/CO2濃度增加對能源需求/消費(fèi)的影響，其中大多數(shù)研究針對取暖制冷能源需求。如Bhartendu等用回歸方法估算了在大氣中CO2濃度增加一倍情景下，美國安大略省的冬季取暖和夏季制冷帶來的能源需求變化。Baxter等采用能源終端利用模型估計(jì)了到2010年全球變暖的兩種情景下，美國加利福尼亞州的能源消費(fèi)和用能峰值變動情況。Ruth等綜合氣候因素和社會經(jīng)濟(jì)因素，研究了氣候變化對美國馬里蘭州能源需求的影響，并依據(jù)HadCM2提供的溫度情景進(jìn)行預(yù)測，指出經(jīng)濟(jì)因素的影響要大于氣候因素。Mirasgedis等利用PRECIS（Providing RegionalClimates for Impacts Studies）模型得到氣候參數(shù)情景，進(jìn)一步建立了希臘氣候變化對電力需求的影響模型，并用模型預(yù)測未來氣候情景下電力需求的變化口婦（如表1所示）。

從表1中可以看出，氣候變化對能源需求影響的研究結(jié)果差異較大，主要是因?yàn)椋海?）研究對象的不同；（2）研究方法的區(qū)別；（3）預(yù)測情景的選取不同。這說明，為了解氣候變化對一個國家或地區(qū)能源需求的影響，不能直接挪用其他國家或地區(qū)的研究結(jié)論，而應(yīng)該采用合適的研究方法并根據(jù)預(yù)設(shè)的氣候變化情景開展特定國家或地區(qū)的研究。

二、氣候變化對能源供給側(cè)的影響研究

氣候變化對能源供給端的影響研究中，大多是圍繞可再生能源的開發(fā)利用，主要研究由氣候因子變化所造成的能源資源稟賦以及生產(chǎn)能力的改變。可再生能源生產(chǎn)受氣候條件影響比化石能源更大，因?yàn)檫@種“能源”與全球能量守恒及所導(dǎo)致的大氣流動柏關(guān)心。因此，未來全球氣候變化將對可再生能源供給產(chǎn)生較大影響。

Pasicko等研究了氣候變化對克羅地亞太陽能、風(fēng)能和水能的影響，其氣候情景數(shù)據(jù)來自全球氣候模型ECHAM5-MPIOM和區(qū)域動態(tài)降尺度氣候模型RegCM，在IPCC未來氣候情景A2（2011-2040和2041-2070）基礎(chǔ)上得比結(jié)論：氣候變化對克羅地亞沿海及瀕臨區(qū)域可再生能源的影響最大，其巾第一階段風(fēng)速預(yù)計(jì)增加20%，將使風(fēng)力發(fā)電增產(chǎn)一倍，對光伏發(fā)電的影響為中性，2050年以后水電生產(chǎn)預(yù)計(jì)將減產(chǎn)10%。Pryor等綜述了氣候變化對風(fēng)能的影響，并得出結(jié)論：有時氣候變遷可能會使風(fēng)能產(chǎn)業(yè)受益，有時則對風(fēng)能發(fā)展有負(fù)面影響，具體地，（1）對風(fēng)力資源（風(fēng)力強(qiáng)度和風(fēng)力資源變化）的影響；（2）對風(fēng)力農(nóng)場運(yùn)營維護(hù)及渦輪設(shè)計(jì)的影響，包括極端風(fēng)速/狂風(fēng)、冰凍、海面結(jié)冰/永動等因素的影響。

巴西的能源供給很大程度上依賴于可再生能源資源，2007年可再生能源占總能源生產(chǎn)的47%，所以巴西可再生能源的氣候變化易損性問題引起較多關(guān)注。De Lucena等分析了在一系列長期氣候預(yù)測排放情景下（IPCC的A2和H2），巴西水電生產(chǎn)和液態(tài)生物燃料生產(chǎn)的易損性，結(jié)果表明最貧窮地區(qū)的能源易損性逐漸增大，生物燃料（尤其是生物柴油）和電力生產(chǎn)（尤其是水電）將受到負(fù)面影響。他們還通過模擬IPCC的A2和B2情景下的風(fēng)力條件，分析了全球氣候變化對巴西風(fēng)力發(fā)電潛力的可能影響。其中，巴西的降尺度風(fēng)力預(yù)測數(shù)據(jù)源自由Hadley中心開發(fā)的PRECIS模型。

三、現(xiàn)有研究方法

很大比例的研究均涉及以不同氣候情景來分析能源供需的變化。因此，下面分別就氣候情景預(yù)測方法和供需影響評估研究方法來論述現(xiàn)有的關(guān)鍵研究方法。

（一）氣候情景預(yù)測方法

目前IPCC氣候情景是應(yīng)用最為廣泛也較為權(quán)威的溫室氣體排放及氣候變化情景。IPCC致力于開發(fā)大氣海洋一般循環(huán)模型（General Circulation Model，GCM），可以預(yù)測較高精度的5*5經(jīng)緯度格點(diǎn)氣候模式，主要包括英國的HadCM3、美國的PCM、加拿大的CGCM2。IPCC根據(jù)不同的社會、人口、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展軌跡，開發(fā)了四組全球范圍內(nèi)的排放預(yù)測情景（如表2所示）。

由于氣候變化對能源的影響研究基本上集中于局部區(qū)域或城市尺度，非全球尺度，而IPCC提供的預(yù)測情景難以直接應(yīng)用手微觀區(qū)域范圍，因此，需要得到降尺度的氣候情景。從現(xiàn)在文獻(xiàn)來看，降尺度氣候變化情景預(yù)測方法大致可以分為兩類；動態(tài)降尺度方法和統(tǒng)計(jì)降尺度方法。其中，動態(tài)降尺度方法主要指的是應(yīng)用區(qū)域氣候模型（Regional Climate Model，RCM）來分解氣候情景，如美國的NARCCAP項(xiàng)目，歐洲的PRUDENCE和ENSEMBLES模型。統(tǒng)計(jì)降尺度方法則主要是通過運(yùn)用大尺度氣候資料和局部區(qū)域氣候變量間的實(shí)證關(guān)系函數(shù)，推測區(qū)域未來氣候情景。動態(tài)降尺度在理論上優(yōu)于統(tǒng)計(jì)降尺度，并且即使無法獲取區(qū)域地表觀測變量，也可以應(yīng)用于任何區(qū)域地點(diǎn)，但缺點(diǎn)是計(jì)算量大且對計(jì)算機(jī)的要求很高。統(tǒng)計(jì)（實(shí)證）降尺度方法不需要諸如地標(biāo)山川、粗略地圖等額外數(shù)據(jù)，但需要?dú)夂蛟財(cái)?shù)據(jù)，相對RCM來講，計(jì)算成本小。

（二）供需影響評估研究方法

從目前文獻(xiàn)來看，評估氣候變化對能源供需影響的研究方法大致包括三類：熱平衡模擬法、度日回歸的計(jì)量方法和能源生產(chǎn)仿真模型。

1.熱平衡模擬法。熱平衡模擬法以能量平衡和熱傳導(dǎo)為基礎(chǔ)，建筑物參數(shù)（窗體材料等）、住戶參數(shù)以及氣候參數(shù)為主要指標(biāo)，用仿真軟件來模擬天氣變化對建筑物熱量收支及能耗的影響。如Roetzel等用建筑模擬軟件EnergyPlus，模擬了希臘雅典不同的建筑設(shè)計(jì)方案和居住人數(shù)情景下，IPCC氣候變化A2情景（2020，2050，2080）對單元辦公室舒適度和能源消費(fèi)的影響。Xu等利用降尺度的GCM氣候數(shù)據(jù)預(yù)測了2040、2070、2100年加利福尼亞建筑能源消費(fèi)，研究發(fā)現(xiàn)：制冷技術(shù)條件若保持不變，在IPCC最差的碳排放情景（A1F1）下，加利福尼亞一些地區(qū)未來100年制冷用電將增加50%；在IPCC最可能情景（A2）下，制冷電耗將增加25%。仿真軟件是EnergyPlus和DOE-2.1E，模擬方案包括16種不同的商業(yè)建筑原型。熱平衡模擬法的優(yōu)點(diǎn)在于不需要詳盡的能源消費(fèi)或能源需求的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)，減輕了數(shù)據(jù)收集負(fù)擔(dān)。但其缺點(diǎn)是軟件內(nèi)部參數(shù)較多，模擬較為復(fù)雜，系統(tǒng)性差，仿真結(jié)果與實(shí)際建筑能效結(jié)果可能出現(xiàn)不一致。

2.度日回歸的計(jì)量方法?；诙热眨ɡ涠热蘸团热眨┲笜?biāo)的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)回歸方法是氣候?qū)δ茉葱枨髠?cè)的影響評價研究中最常采用的研究方法類型，這方面的研究始于1980年代后期。度日是研究氣溫與能源消費(fèi)之間關(guān)系時最常用到的一種時間溫度指標(biāo)，是指日平均溫度與規(guī)定的基準(zhǔn)溫度間的實(shí)際離差。為了研究方便，度日又分為：采暖供熱度日（Heating Degree Day，HDD，簡稱熱度日）和制冷降溫度日（Cooling Degree Day，CDD，簡稱冷度日）。凡是平均溫度低于基礎(chǔ)溫度的均計(jì)入熱度日數(shù)，而高于基準(zhǔn)溫度的均計(jì)入冷度日數(shù)?；鶞?zhǔn)溫度由人為設(shè)定，一般取18℃作為人體最舒適溫度。將冷度日和暖度日作為回歸元引入能源供需回歸模型中，即為最常見的度日回歸的計(jì)量方法。度日計(jì)量回歸模型由于方法簡單、適用性強(qiáng)、結(jié)果穩(wěn)健等得到廣泛應(yīng)用，但其缺點(diǎn)在于需要收集大量的時間序列數(shù)據(jù)作為變量條件。

3.能源生產(chǎn)仿真模型。能源生產(chǎn)仿真模型主要用于氣候變化對可再生能源生產(chǎn)影響的研究中，一般將氣候因子變量作為原始輸入變量，進(jìn)而利用降尺度方法得到對機(jī)組運(yùn)行起作用的有效氣候因子，最后由產(chǎn)量仿真模型進(jìn)行模擬。如De Lucena等胡在分析巴西水電生產(chǎn)和液態(tài)生物燃料生產(chǎn)的氣候變化易損性時運(yùn)用了能源生產(chǎn)仿真模型。首先，由大尺度GCM模型預(yù)測得到目標(biāo)年的天然降雨量，然后用統(tǒng)計(jì)降尺度方法ARMAl2季節(jié)調(diào)整模型預(yù)測得到局部盆地詳細(xì)的水流量信息，兩者結(jié)合預(yù)測水電機(jī)組注入水流量，最后以此作為輸入變量輸入到能源生產(chǎn)仿真模型來預(yù)測水電產(chǎn)量。

四、當(dāng)前研究特點(diǎn)及未來發(fā)展方向

（一）供需預(yù)測研究中存在較多的不確定性問題

由于氣候變化是較長期的影響和反應(yīng)過程，考慮氣候變化影響的能源供需預(yù)測研究的預(yù)測范圍大多是幾十年甚至上百年。不同的氣候情景直接影響預(yù)測結(jié)果，而未來溫室氣體排放總量、大氣溫室氣體濃度和全球氣候變化均存在較高的不確定性，這直接導(dǎo)致能源供需的長期預(yù)測結(jié)果同樣存在不確定性。例如，水電生產(chǎn)取決于水流量和全年不同時間的變化，長期趨勢預(yù)測不會捕捉到這樣詳細(xì)的信息。此外，能源生產(chǎn)與使用除受氣候變化的影響外，還會受眾多其他因素的影響，如經(jīng)濟(jì)增長模式、土地利用、人口增長、技術(shù)水平、社會和文化差異等。因此，目前氣候變化對能源系統(tǒng)影響的預(yù)測研究還僅僅是方向性和趨勢性的情景分析，而非準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果，更加確定性的預(yù)測是未來研究中的重要問題。

（二）氣候變化影響研究較多，適應(yīng)性研究較少

在已有文獻(xiàn)中，有關(guān)氣候變化對能源系統(tǒng)影響的研究探討較多，而專門針對能源系統(tǒng)適應(yīng)氣候變化的研究較少。如果包括氣溫升高和極端氣候事件增多的氣候變化事實(shí)無法避免或快速減少，而通過適應(yīng)措施能夠有效降低其潛在的負(fù)面成本，那么，提高能源系統(tǒng)的氣候變化適應(yīng)性問題就顯得尤為重要和緊迫。例如，改進(jìn)建筑防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)以適應(yīng)可能出現(xiàn)的暴雨現(xiàn)象，提高風(fēng)機(jī)的耐狂風(fēng)、耐永凍性能，開發(fā)設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)以適應(yīng)氣溫變化帶來的用電峰谷等重要措施均可提高能源系統(tǒng)的適應(yīng)性。因此，為有效適應(yīng)氣候變化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在脆弱性研究基礎(chǔ)上的適應(yīng)性研究尤為重要。有關(guān)能源系統(tǒng)對氣候變化的適應(yīng)性是未來的重要研究方向。