因為光伏發(fā)電是在陽光充足的白天,,而此時并不是生產(chǎn)生活用電的高豐時段,故光伏發(fā)的電有很多剩余的,,故用此時發(fā)的電用來電解水制氫就可以存儲起來,,等到需要的時候再燃燒氫氣轉(zhuǎn)發(fā)為我們需要的能源。
毓美美作答:近期的市場對上層政策并不敏感,,稍顯遲鈍。近日的軍工及儲能方面的利好等,,都沒帶動相關(guān)板塊氣氛,,或許與刺激力度及行業(yè)可炒作性差不無關(guān)系。
昨日上層介紹氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃,,該規(guī)劃有利于行業(yè)理清發(fā)展思路,,配合國家政策去落實。該會議級別很高,,相對地股市聯(lián)動性要更強,。氫能源的發(fā)展,也提了好多年了,,也不是新題材了,。這個政策更重要的是理清發(fā)展思路,看懂國家方向,。目前還沒到業(yè)績驅(qū)動的時候,,因此尚未走出像鋰電和光伏一樣成為機構(gòu)抱團的對象。在我國“碳中和,,碳達峰”的大背景下,,氫能的商業(yè)化利用已經(jīng)逐漸成為市場關(guān)注的熱點。在碳中和以及風(fēng)電光伏平價的趨勢下,,可再生能源電解制氫有望成為最主要的制氫,,越來越多的光伏企業(yè)進入氫能領(lǐng)域。氫能源產(chǎn)業(yè)在政策的加持下,相關(guān)受益公司的發(fā)展會進一步得到支持,。就氫能源板塊的走勢看,,月中旬下探到低點后開始回升,當(dāng)下整體走勢處于偏多行情,,氫能源板塊或?qū)⒂瓉矸磸椀钠鯔C,,可以持續(xù)關(guān)注!當(dāng)下氫燃料電池技術(shù)上已經(jīng)調(diào)整了比較長的時間,,這個位置如果形成合力,,是可能會發(fā)生一波反彈的。分享點亮生活,,歡迎加關(guān)注,,感謝留言交流!太陽能一般指太陽光的輻射能量,。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要,。
我們現(xiàn)今所使用的能源,,有些直接來自太陽,有些是太陽能轉(zhuǎn)化的能源,,像水能,、風(fēng)能、生物能,,有些是早期由太陽能轉(zhuǎn)化來的一直儲存在地球上的能源,,像煤炭、石油這樣的化石燃料,。
太陽能是一種輻射能,,具有即時性,必須即時轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能利用和貯存,。將太陽能轉(zhuǎn)換成不同形式的能量需要不同的能量轉(zhuǎn)換器,,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,利用光伏效應(yīng)太陽電池可以將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,,通過光合作用植物可以將太陽能轉(zhuǎn)換成生物質(zhì)能,,等等。原則上,,太陽能可以直接或間接轉(zhuǎn)換成任何形式的能量,,但轉(zhuǎn)換次數(shù)越多,,最終太陽能轉(zhuǎn)換的效率便越低,。
太陽能-熱能轉(zhuǎn)換
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,其吸收性能好,,但輻射熱損失大,,所以黑色吸收面不是理想的太陽能吸收面。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發(fā)射比,,吸收太陽輻射的性能好,,且輻射熱損失小,是比較理想的太陽能吸收面,。這種吸收面由選擇性吸收材料制成,,簡稱為選擇性涂層。它是在本世紀40年代提出的,,1955年達到實用要求,,70年代以后研制成許多新型選擇性涂層并進行批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用,目前已研制成上百種選擇性涂層,。我國自70年始研制選擇性涂層,,取得了許多成果,并在太陽集熱器上廣泛使用,,效果十分顯著,。
太陽能-電能轉(zhuǎn)換
電能是一種高品位能量,利用,、傳輸和分配都比較方便,。將太陽能轉(zhuǎn)換為電能是大規(guī)模利用太陽能的重要技術(shù)基礎(chǔ),世界各國都十分重視,,其轉(zhuǎn)換途徑很多,,有光電直接轉(zhuǎn)換,有光熱電間接轉(zhuǎn)換等,。這里重點介紹光電直接轉(zhuǎn)換器件--太陽電池,。世界上,1941年出現(xiàn)有關(guān)硅太陽電池報道,,1954年研制成效率達6%的單晶硅太陽電池,,1958年太陽電池應(yīng)用于衛(wèi)星供電。在70年代以前,,由于太陽電池效率低,,售價昂貴,主要應(yīng)用在空間,。70年代以后,,對太陽電池材料、結(jié)構(gòu)和工藝進行了廣泛研究,,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,,地面應(yīng)用規(guī)模逐漸擴大,,但從大規(guī)模利用太陽能而言,與常規(guī)發(fā)電相比,,成本仍然大高,。
目前,世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池24%(4cm2),,多晶硅電池18.6%(4cm2),,InGaP/GaAs雙結(jié)電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始),、12.8(穩(wěn)定),,碲化鎘電池15.8%,硅帶電池14.6%,,二氧化鈦有機納米電池10.96%,。
我國于1958年開始太陽電池的研究,40多年來取得不少成果,。目前,,我國太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池20.4%(2cm×2cm),多晶硅電池14.5%(2cm×2cm),、12%(10cm×10cm),,GaAs電池20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge電池19.5%(AM0),,CulnSe電池9%(lcm×1cm),,多晶硅薄膜電池13.6%(lcm×1cm,非活性硅襯底),,非晶硅電池8.6%(10cm×10cm),、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm),,二氧化鈦納米有機電池10%(1cm×1cm),。
太陽能-氫能轉(zhuǎn)換
氫能是一種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉(zhuǎn)換成氫能,,即太陽能制氫,,其主要方法如下:
1、太陽能電解水制氫,。電解水制氫是目前應(yīng)用較廣且比較成熟的方法,,效率較高(75%-85%),但耗電大,,用常規(guī)電制氫,,從能量利用而言得不償失。所以,,只有當(dāng)太陽能發(fā)電的成本大幅度下降后,,才能實現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫,。
2、太陽能熱分解水制氫,。將水或水蒸汽加熱到3000K以上,水中的氫和氧便能分解,。這種方法制氫效率高,,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度,一般不采用這種方法制氫,。
3,、太陽能熱化學(xué)循環(huán)制氫。為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫,,發(fā)展了一種熱化學(xué)循環(huán)制氫方法,,即在水中加入一種或幾種中間物,然后加熱到較低溫度,,經(jīng)歷不同的反應(yīng)階段,,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,,可循環(huán)使用,。熱化學(xué)循環(huán)分解的溫度大致為900-1200K,這是普通旋轉(zhuǎn)拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度,,其分解水的效率在17.5%-75.5%,。存在的主要問題是中間物的還原,即使按99.9%-99.99%還原,,也還要作0.1%-0.01%的補充,,這將影響氫的價格,并造成環(huán)境污染,。
4,、太陽能光化學(xué)分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學(xué)循環(huán)制氫有相似之處,,在水中添加某種光敏物質(zhì)作催化劑,,增加對陽光中長波光能的吸收,利用光化學(xué)反應(yīng)制氫,。日本有人利用碘對光的敏感性,,設(shè)計了一套包括光化學(xué)、熱電反應(yīng)的綜合制氫流程,,每小時可產(chǎn)氫97升,,效率達10%左右。
5,、太陽能光電化學(xué)電池分解水制氫,。1972年,,日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導(dǎo)體電極作陽極,而以鉑黑作陰極,,制成太陽能光電化學(xué)電池,,在太陽光照射下,陰極產(chǎn)生氫氣,,陽極產(chǎn)生氧氣,,兩電極用導(dǎo)線連接便有電流通過,即光電化學(xué)電池在太陽光的照射下同時實現(xiàn)了分解水制氫,、制氧和獲得電能,。這一實驗結(jié)果引起世界各國科學(xué)家高度重視,認為是太陽能技術(shù)上的一次突破,。但是,,光電化學(xué)電池制氫效率很低,僅0.4%,,只能吸收太陽光中的紫外光和近紫外光,,且電極易受腐蝕,性能不穩(wěn)定,,所以至今尚未達到實用要求,。
6、太陽光絡(luò)合催化分解水制氫,。從1972年以來,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)三聯(lián)毗啶釘絡(luò)合物的激發(fā)態(tài)具有電子轉(zhuǎn)移能力,并從絡(luò)合催化電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng),,提出利用這一過程進行光解水制氫,。這種絡(luò)合物是一種催化劑,它的作用是吸收光能,、產(chǎn)生電荷分離,、電荷轉(zhuǎn)移和集結(jié),并通過一系列偶聯(lián)過程,,最終使水分解為氫和氧,。絡(luò)合催化分解水制氫尚不成熟,研究工作正在繼續(xù)進行,。
7,、生物光合作用制氫。40多年前發(fā)現(xiàn)綠藻在無氧條件下,,經(jīng)太陽光照射可以放出氫氣,;十多年前又發(fā)現(xiàn),蘭綠藻等許多藻類在無氧環(huán)境中適應(yīng)一段時間,,在一定條件下都有光合放氫作用,。目前,,由于對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,,要實現(xiàn)工程化產(chǎn)氫還有相當(dāng)大的距離,。據(jù)估計,如藻類光合作用產(chǎn)氫效率提高到10%,,則每天每平方米藻類可產(chǎn)氫9克分子,,用5萬平方公里接受的太陽能,通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要,。
太陽能-生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換
通過植物的光合作用,,太陽能把二氧化碳和水合成有機物(生物質(zhì)能)并放出氧氣,。光合作用是地球上最大規(guī)模轉(zhuǎn)換太陽能的過程,,現(xiàn)代人類所用燃料是遠古和當(dāng)今光合作用固定的太陽能,目前,,光合作用機理尚不完全清楚,,能量轉(zhuǎn)換效率一般只有百分之幾,今后對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義,。
太陽能-機械能轉(zhuǎn)換
20世紀初,,俄國物理學(xué)家實驗證明光具有壓力。20年代,,前蘇聯(lián)物理學(xué)家提出,,利用在宇宙空間中巨大的太陽帆,在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進,,將太陽能直接轉(zhuǎn)換成機械能,。科學(xué)家估計,,在未來10~20年內(nèi),,太陽帆設(shè)想可以實現(xiàn)。通常,,太陽能轉(zhuǎn)換為機械能,,需要通過中間過程進行間接轉(zhuǎn)換。
利用太陽能的最佳是光伏轉(zhuǎn)換,,就是利用光伏效應(yīng),使太陽光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電,。根據(jù)光伏效應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以算是光伏產(chǎn)品,。
1,太陽能電源:(1)小型電源10-100W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,、電視、收錄機等,;(2)3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),;(3)光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉,。
2,,交通領(lǐng)域:如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號燈,、交通警示/標(biāo)志燈,、宇翔路燈、高空障礙燈,、高速公路/鐵路無線亭,、無人值守道班供電等。
3,,通訊/通信領(lǐng)域:太陽能無人值守微波中繼站,、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng),;農(nóng)村載波光伏系統(tǒng),、小型通信機、士兵GPS供電等,。
4,,家庭燈具電源: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,。
5,光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站,、風(fēng)光(柴)互補電站,、各種大型停車廠充電站等。
太陽能制氫的基本原理就是先使用太陽能光伏發(fā)電,,然后將水電解得到氫氣和氧氣,。 而太陽能光伏發(fā)電制氫儲能技術(shù)的核心思想是當(dāng)太陽能充足但無法上網(wǎng)、需要棄光時,,利用光電將水電解制成氫氣(和氧氣),,將氫氣儲存起來; 當(dāng)需要電能時,,將儲存的氫氣通過不同(內(nèi)燃機,、燃料電池或其他)轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。
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