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本期精选27项新能源（含新能源 汽车 ）领域的技术成果进行推荐，感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码或点击下方“阅读原文”，进行项目意向登记，我们专业的技术经纪团队将与您联系。

28：高比能锂离子动力电池

29：可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备

30：木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究

31：高性能管桩安全监测评估与防控关键技术

32：向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件

33：超高功率锂离子电池开发

34：海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术

35： 高性能高安全锂离子电池技术

36：350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯

37：MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池

38：变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋

39：新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用

40：基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用

41：质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备

42：高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化

43：磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用

44：快充低温锂金属电池

45：脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力 PEM 制氢系统

46：有机固废高值化利用技术平台

47：太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电装置

48：低成本太阳能热电互补高效空调系统应用

49：新能源工程车辆能量管理专用实验平台

50：宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用

51：环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制

52：硫化物固体电解质及其固态动力锂电池

53：新型高功率储能技术——锂离子电容器

54：柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑

28： 高比能锂离子动力电池

1 基本信息

2 简介

本项目针对提升高镍三元正极材料能量密度的问题，研究了合成条件、改性工艺对材料晶体结构和性能的影响，突破了高镍三元正极材料制备和改性等关键技术，开发出满足新一代动力电池要求的高镍三元正极材料，且材料性能优异，处于国际先进水平。为了实现规模化生产，解决了工程化难题，创新地采用了具有成本优势的工艺路线，建成了年产超过1500吨的高镍三元正极材料的生产线，实现了高镍三元正极材料的产业化，产品成功应用于宝马、大众、东风、蔚来、奔驰、吉利、小鹏等国内外知名整车企业，打破了国外企业对高镍三元正极材料的垄断。并扩建了更高标准的年产2万吨高镍三元正极材料生产线，推动了设备制造商和上下游企业的发展，规模化生产后，预计每年将创造30亿元以上的产值。

29： 可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备

1 基本信息

2 简介

本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标，从残余应力调控角度出发，聚焦晶格一致性研究，通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态，通过双齿配位仿生分子修饰消除薄膜表面应力累积，结合物理封装策略，实现低铅泄露模组的印刷制备。

30： 木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究

1 基本信息

2 简介

本项目基于对木质纤维素及其衍生物结构特点和航油分子构效关系的充分认识，创新以木质纤维素为原料制备高密度高热安定航油的高度集成的新技术，为高性能航空燃料提供新制备途径，进而为先进航空航天发动机提供高性能燃料，为现有航油提供高性能调和组分。项目拟开发木质纤维素定向转化制备多环烷烃燃油组分的核心工艺，包括：（半）纤维素水热转化制备呋喃醛并分离木质素，木质素一步水热解聚加氢脱氧制取芳烃、酚类、环醇和单环烷烃，木质素纤维素衍生物（呋喃醛、环醇、环酮及单环烷烃）共转化制取联环烷烃、稠环烷烃等多环烷烃，以及生物航油的调控调配等。

31： 高性能管桩安全监测评估与防控关键技术

1 基本信息

2 简介

项目围绕“高性能管桩安全监测评估与防控”这一难题，经过10 余年的 科技 攻关和工程实践，建立了集理论研究、工艺研发、产品制备、标准制定、工程应用于一体的技术体系，主要核心成果包括：先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩、基于分布式光纤神经传感胶带的桩身应力实时监测技术、高性能管桩长期稳定性机理与应用关键技术、桩基础病险演变评估与治理体系研发与应用关键技术，实现了多学科交叉和产学研结合。

32： 向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件

1 基本信息

2 简介

本项目所涉及到的关键技术主要包括集成器件所需材料的选择与制备工艺：具体为集光器荧光材料、钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料、电极材料的筛选与制备；钙钛矿太阳能电池的制备；太阳能集光器的制备；钙钛矿太阳能电池与太阳能集光器集成器件的制备；具体技术指标为：不透明钙钛矿太阳能电池的光电转换效率 22%（小面积1*1 cm 2 ）， 17%（5*5 cm 2 ）, 15% （10*10 cm 2 ），光照1000小时后（光照条件：室温25 ， AM1.5G，光强1000W/ m 2 ），效率衰减 10%。不透明集成 器件的性能指标：集成器件光电转换效率较钙钛矿太阳能电池效率提升 6%。半透明集成器件的指标：在可见光区域透明度做到30%-70%可控可调，光电转换效率 8%。

33： 超高功率锂离子电池开发

1 基本信息

2 简介

本项目结合市场需求，开展超高功率高能量密度锂离子储能器件设计、制造等研究，发挥锂离子储能器件高能量密度的优势，突破锂离子储能器件瞬时充放电能力，提升功率密度，实现锂离子储能器件高功率密度，并兼具高能量密度、高安全性和长循环寿命以及低成本，形成具有自主知识产权的技术体系。

34： 海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术

1 基本信息

2 简介

本项目拟研发出一种基于机械和电气特征量的海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术，以期实现对海上风机的局部放电和绝缘状态的实时监控。该技术旨在绝缘发生明显劣化及局部放电现象产生之前监测其潜伏性故障，并在上述现象发生后对绝缘状态进行持续监测,进而对局部放电严重程度和绝缘状态做出定性诊断。这一研究成果不仅能为海上风机的维护检修方案提供可靠依据，降低事故发生概率，而且可有效减少盲目的停机检修，提高海上风机的可靠性与经济性。

35： 高性能高安全锂离子电池技术

1 基本信息

2 简介

本项目以国家和 社会 对高性能、高安全锂离子电池技术的重大需求为牵引，在微电子学、电化学和材料科学等多学科交叉融合的基础上，分别从“高比能硅负极材料表界面改性”与“基于EIS监测的新型电源管理芯片” 两大前沿技术开展研究，并取得了重要突破。本项目开发了微米硅/碳纳米管复合负极，通过简单低成本且可规模化生产的工艺构筑了高效且能适应Si负极的体积膨胀的柔性CNT导电网络及碳钝化层，降低了MSi颗粒的体电阻与颗粒之间的电阻，限制MSi的粉碎化。与传统的微米硅/碳复合负极(400 Ω m)相比，该复合材料的体积电阻率(157 Ω m)显著降低，可逆比容量为 2533 mAh/g，初始库仑效率为89.07%，在2A/g循环1000次时，可逆比容量超过840mAh/g。

36： 350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯

1 基本信息

2 简介

本项目所采用的正极材料为项目组自主研发的、具有独立知识产权的高比容量、低 成本富锂锰基正极材料。该正极材料采用全新的材料改性技术，包括材料优势晶面调控、 快离子导体包覆、超薄尖晶石异质相包覆等关键技术，使得项目组研发的富锂锰基正极材料的比容量高达260mAh/g，循环寿命长达500周，循环100周压降可控制在0.1V以下。基于此，项目组现已获得核心发明专利3项（均已授权），发表高水平学术论文5篇，此外项目组已与宜宾某公司建立合作，致力于该类正极材料的量产放大及产业孵化。

本项目致力于研发一款高比能、低成本、智能动力电芯，所 采用的智能传感器基于项目组自主研发的石墨烯基应力应变传感器和铜基温度传感器。研发的石墨烯基应力应变传感器具有大的工作范围和优异的灵敏度。研发的铜基温度传感器采用超薄超小尺寸的铜-康铜热电偶，同时具备高精度和宽监测窗口特点，并且对电池性能和比能量几乎不产生影响。本项目将应力应变传感器、温度传感器采用嵌入式技术植入电芯内部，可实时监测电芯充放电状态、电池安全状态、电芯温升等，通过外接电子信息处理系统实时、准确评估电芯的运行参数。基于此，项目组现已申请中国发明专利2项，发表高水平学术论文1篇。

37： MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池

1 基本信息

2 简介

本项目基于已有的研究成果，拟使用金属有机框架（MOF）作为电解液添加剂，利用其表面丰富的活性亲锂位点，调控锂沉积过程，消除锂枝晶。优化材料合成、电解液组成和电池组装参数，以适应规模化生产的需求，推进高能量密度锂金属全电池的实用化进程。主要面向无人机、动力外骨骼和 汽车 动力电池等高能量密度应用场景，突破现有的储能电池续航瓶颈，提升电池安全性，具有广阔的市场空间。

38： 变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋

1 基本信息

2 简介

本项目将开发一种新型有机固废热化学处置技术，可实现高纯度H2和CO在不同温度区自分离生成，H2和CO可根据后续化工合成过程所需任意比例自由混合，为有机固废资 源化和能源化与现有化工过程无缝衔接提供便利。此外，该技术还具有以下优点：可彻底杀灭有机固废中致病病原体和有毒有害有机物，大幅减少约50-90%有机固废的体积；还可对有机固废的内在能量进行回收利用，将有机固废中的有机组分转化为可控H2/CO比例合成气；同时反应后剩余的富含无机组分残渣仍可进行资源化利用于水泥窑协同处 置和制作建筑材料等。

39： 新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用

1 基本信息

2 简介

本项目设计面向复杂应用场景的新能源无线供电系统，开发满足源-储-荷高效协同和不确定环境下系统稳定工作的自适应切换技术，实现电能稳定高效传输。

40： 基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用

1 基本信息

2 简介

本项目提出的发电机采用无叶片式设计，结构简单，维护成本较低，不存在以往涡轮机械容易受到海水腐蚀、影响海湾水动力、容易破坏沿岸海洋生态系统等问题。发电机配有多单元往复式电磁感应发电机，大大提高了发电效率。是一种能够提供稳定、高效电能的新型的发电方式。

41： 质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备

1 基本信息

2 简介

本项目依托于兰州大学有色金属化学与资源利用重点实验室，合作导师为严纯华院士，围绕高效、稳定、廉价阳极酸性析氧催化剂的控制合成开展研究工作；旨在构筑系列界面异质结构酸性析氧催化剂；以“界面控制”法为主导，结合“固-液”、“固-固”和“固-气”界面辅助手段，实现界面异质结构酸性析氧催化剂的控制 合成；进一步通过配位替换、晶格掺杂、缺陷填充等策略，提升界面异质结构酸性析氧 催化剂的活性和稳定性；此外，结合原位表征技术实现对合成和催化过程的原位监测， 为催化剂的结构优化和性能提升提供坚实的实验数据，建立界面异质结构酸性析氧催化 剂结构和性能之间的构效关系；对质子交换膜电解水制氢的发展具有重要的科学意义。

42： 高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化

1 基本信息

2 简介

为了提高高功率密度轴向磁通永磁电机的散热能力，本项目首先在特殊的定子架中分别设计了两种新颖的水冷结构。第一种是轴向内外循环水冷结构，第二种是槽内内外循环水冷结构。通过合理的等效与假设，建立了两种水冷结构的三维模型，并且基于流固耦合进行仿真分析。通过对比两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积，选择槽内内外循环水冷结构作为电机的冷却系统。并且将基于流固耦合对两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积进行分析对比，从而确定双转子单定子AFPM电机最有效的冷却结构，为AFPM电机的冷却结构设计及电磁方案优化提供了参考依据。

43： 磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用

1 基本信息

2 简介

本项目从成本与环保的角度开发了一种便捷的锂离子电池材料回收工艺。在锂电池材料回收的过程中不涉及强酸、强碱的消耗，不产生硫酸钠等副产物；其次在回收的过程中，废旧磷酸铁锂材料能够与铝箔彻底分离，节省了后续的除杂步骤工序简单；最后相对于传统的拆解与回收技术，本技术能够节省成本在40%以上，经济效益潜力巨大，同时能够充分释放旧动力电池的残值促进动力电池的 健康 发展。

44： 快充低温锂金属电池

1 基本信息

2 简介

锂金属电池结构与锂离子电池相似，但消除了低容量和低压实密度的负极活性材料的使用。因此，相同重量和体积的锂金属电池比传统电池储存的能量可以提升40%以上，并大大节省电池制备成本。我们设计的锂金属电池与目前国内和国际市场通用的锂离子电池相比有以下优势：

1）成本优势，消除了负极的用料成本；

2）更高的能量密度，国内目前电池单体的能量密度依然 300Wh/kg，我们的电池单体能量密度 350Wh/kg；

3）更快的充电速度，Tesla公司的快速充电技术，20min可以充

进50%电量，我们的电芯快充时间：0-80%SOC 15min；

4）更低的运行温度，普通锂离子电池的最低温度极限为-20 ， 我们设计的锂金属电池最低放电温度可达到-90 ，最低充电温度可到-70 。

45： 脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力PEM 制氢系统

1 基本信息

2 简介

本项目组针对国家发布的氢能战略，迅速开展PEM制氢相关研究，目前已掌握了电解槽结构设计方法、面向设计和开发的集成建模和优化技术，现已成功开发出面向生活和工业场景（加氢站、制氢需求的钢铁、冶金和化工等）的低中高压（0.1-10mpa）全范围PEM制氢系统（实验室级别）。在低压运行时，极大提高系统的功率密度；在高压运行时，可取消一级或二级压缩，减少压缩机运维成本。

46： 有机固废高值化利用技术平台

1 基本信息

2 简介

本项目根据不同有机固废不同的理化性质，以氧消化和水热转化技术为基础，开发出了实现其高值化利用的不同技术路线和不同的工艺，实现了有机固废的减量化、无害化处理，以及高附加值产品的制备。该项目可以实现有机固废的完全资源化再利用，具有很好的 社会 效益、环境效益和经济效益。

47： 太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电 装置

1 基本信息

2 简介

本项目提出太阳能光谱分频与余光汇聚辐射再调节耦合的光能梯级发电系统，旨在研究其基本科学原理及关键技术，并建成相应的示范装置。本项目积极响应国家“碳达峰，碳中和”的政策，聚焦太阳能的有序高效转化，旨在开发新型的太阳能高效转化技术装置。

48： 低成本太阳能热电互补高效空调系统应用

1 基本信息

2 简介

本项目研发的“低成本太阳能热电互补高效空调系统”由太阳能集热子系统、喷射式制冷子系统和压缩式热泵子系统三部分组成。

49： 新能源工程车辆能量管理专用实验平台

1 基本信息

2 简介

本项目以绿色矿山战略理念为引领，聚焦新能源工程车辆能量管理技术的发展需求，针对目前市场对新能源工程车辆能量管理实验产品的市场空白，开发面向新能源工程车辆的专用能量管理实验平台，为研究开发先进能量管理技术提供有效验证、分析及测试条件。

50： 宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用

1 基本信息

2 简介

本项目的总体目标是以低碳能源系统宽频域运行形态衍变为契机，以宽频信息感知为视角，开展宽频带复杂信号精细化实时感知技术研究，研发面向新能源电力系统的宽频带信息感知技术、装备与 探索 平台，并 探索 技术成果在生命科学、深海探测、航空航天等多个重大领域的拓展应用潜力。

51： 环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制 1 基本信息

2 简介

本项目依托于深圳大学、广东省光电子器件与系统重点实验室和深圳市先进与薄膜应用重点实验室的研究平台，面向国家对新型高效低成本光伏发电技术集中攻关的重大战略需求，开展真正环境友好型（区别于现存高能耗硅基电池，涉及贵金属铜铟镓硒太阳电池和含铅钙钛矿太阳电池等非环境友好型太阳电池技术）硒化锑薄膜太阳电池研制及其应用研究工作。

52： 硫化物固体电解质及其固态动力锂电池

1 基本信息

2 简介

项目针对液态锂离子电池存在的比容量低、安全性和循环寿命有待提高等问题，研发高安全性、高容量、长寿命固态锂电池，解决制备硫化物固体电解质材料与全固态电池存在的离子电导率偏低、一致性较差、对湿度过于敏感、无法量产、与正负极材料接触不稳定、正极容量释放差、库伦效率低下、长循环性能差等难题，突破由实验室研究到产业化生产的系列关键技术。

53： 新型高功率储能技术——锂离子电容器

1 基本信息

2 简介

中国科学院电工研究所经过多年的理论创新与技术积累，自主研发的新型高功率电化学储能技术——锂离子电容器，具有低成本、长寿命、高安全、兼具高功率密度和高能量密度等优势。

54： 柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑

1 基本信息

2 简介

本项目创新性地提出了本征自愈固态电解质双涂层愈合界面构筑策略，通过“自愈固态电解质”来构筑“固固一体化界面”，就能取长补短，有望满足构筑柔性锂电池电解质/电极界面的各项技术需求。申请人将正负极片表面涂覆具有可逆自愈功能的固态电解质涂层，进行微界面完全浸润以及一体化融合，然后将预制备的固态电解质膜与涂层紧密贴合，并进行热压诱导，利用聚合物涂层与电解质膜中大量存在的多重自互补氢键系统，促使层间界面愈合，从而达到构筑高稳定性、可自修复、一体化的电极/电解质界面的目的。

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%;太阳能光伏发电约占0.9%;生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构;制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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