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光伏發(fā)電原理,你知道嗎?

返回列表 來(lái)源: 發(fā)布日期: 2022.04.27 瀏覽次數(shù):


太陽(yáng)能:

它被定義為來(lái)自太陽(yáng)的輻射光和熱,利用設(shè)備,如加熱器,太陽(yáng)能炊具,光伏電池將其轉(zhuǎn)換成其他形式的能量,如電能和熱量。

太陽(yáng)能電池板

太陽(yáng)能電池板是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有很多種,如:單晶硅、多晶硅、非晶態(tài)硅、砷化鎵、銅銦硒等。它們的發(fā)電原理基本相同。

光伏電池由兩層或兩層以上的半導(dǎo)體組成,其中一層正電荷,另一層負(fù)電荷。

光子擊中電池,在那里它被反射、透射或吸收。

當(dāng)光子被光伏電池的負(fù)極層吸收時(shí),光子的能量轉(zhuǎn)移到電池原子中的電子上。

隨著能量的增加,電子從原子的外層逃逸出來(lái)。自由電子自然地遷移到正極層,在正極層和負(fù)極層之間產(chǎn)生電位差。當(dāng)這兩層被連接到一個(gè)外部電路時(shí),電子流過(guò)電路,產(chǎn)生電流。

現(xiàn)在我們將以晶體硅為例來(lái)描述光伏發(fā)電的過(guò)程。磷型晶體硅可以摻雜磷為n型硅,從而形成p - n結(jié)。當(dāng)光照射到太陽(yáng)能電池表面時(shí),一些光子被硅材料吸收; 光子能量被轉(zhuǎn)移到硅原子上,導(dǎo)致越來(lái)越多的電子移動(dòng)成為自由電子,在p-n結(jié)的兩邊聚集在一起,并形成電位差。當(dāng)電路外部連接時(shí),在電壓的作用下,電流會(huì)流過(guò)外部電路,產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的本質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。太陽(yáng)能發(fā)電有兩種,一種是光熱電轉(zhuǎn)換,另一種是光電直接轉(zhuǎn)換。(1)利用熱能發(fā)電產(chǎn)生的太陽(yáng)輻射進(jìn)行太陽(yáng)熱轉(zhuǎn)換的方法。通常,太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能電池板的熱量吸收成工業(yè)蒸汽,然后驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。前者是熱轉(zhuǎn)換過(guò)程。這個(gè)過(guò)程后是熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程,與普通的火電發(fā)電相同。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率低、成本高。估計(jì)其投資至少比普通火電廠貴5倍。一個(gè)20-1000兆瓦的太陽(yáng)能熱電廠需要投資2.50億美元,1千瓦,平均投資2000 - 2500美元。因此,它適用于小型特殊場(chǎng)合,且大規(guī)模使用經(jīng)濟(jì),無(wú)法與普通燃煤電廠或核電站競(jìng)爭(zhēng)。(2)光電轉(zhuǎn)換模式這種模式利用光電效應(yīng)直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。光電轉(zhuǎn)換是太陽(yáng)能電池的基本設(shè)備。太陽(yáng)能電池是一種通過(guò)光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電池。這是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)陽(yáng)光照射到光電二極管上時(shí),光電二極管將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能并產(chǎn)生電流。太陽(yáng)能電池板是一種很有前途的新型電源,具有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):永久、清潔和靈活。太陽(yáng)能電池使用壽命長(zhǎng)。只要有陽(yáng)光,太陽(yáng)能電池就可以長(zhǎng)期投資使用。與火電和核能相比,太陽(yáng)能電池不會(huì)造成環(huán)境污染。太陽(yáng)能電池可以大、中、小,從容量為100萬(wàn)千瓦的中型電站到僅供一個(gè)家庭使用的太陽(yáng)能電池,這是其它能源無(wú)法比擬的。

光伏電池的優(yōu)點(diǎn):

  • 環(huán)境可持續(xù)性:光伏電池產(chǎn)生清潔的綠色能源,不會(huì)排放COx、NOx等有害氣體。此外,它們不產(chǎn)生的噪音污染,使他們成為住宅區(qū)的理想電源。

  • 經(jīng)濟(jì)可行性: 電池的運(yùn)行和維護(hù)成本非常低。產(chǎn)生的太陽(yáng)能電池板的成本只是初始成本,即購(gòu)買(mǎi)和安裝。

  • 可接入: 與傳統(tǒng)輸電線路相比,太陽(yáng)能電池板很容易安裝,可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)或人煙稀少的地區(qū)以更低的成本接入。它們易于安裝,不會(huì)對(duì)住宅生活方式造成任何干擾。

  • 可再生能源: 自然界的能源是免費(fèi)且豐富的。

  • 成本: 太陽(yáng)能電池板沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,除了一些高度先進(jìn)的陽(yáng)光跟蹤機(jī)械基地。因此,太陽(yáng)能電池板的維護(hù)和維修價(jià)格是微不足道的。

光伏電池的缺點(diǎn):

  • 與其它可再生能源相比,太陽(yáng)能電池板的效率較低。

  • 來(lái)自太陽(yáng)的能量是間歇性的和不可預(yù)測(cè)的,只有在有陽(yáng)光的情況下才能被利用。此外,在多云的天氣,發(fā)電量也會(huì)減少。

  • 太陽(yáng)能的遠(yuǎn)距離傳輸效率低,且不易攜帶。產(chǎn)生的電流本質(zhì)上是直流電,將直流電轉(zhuǎn)換為交流電需要使用其他設(shè)備,如逆變器。

  • 光伏電池板是脆弱的,相對(duì)容易損壞。需要額外的保險(xiǎn)費(fèi)用,以確保對(duì)投資的保障。


太陽(yáng)能電池是如何工作的?

太陽(yáng)能電池板的工作原理是讓光粒子或光子撞擊原子中的電子,產(chǎn)生電流。

太陽(yáng)能電池的原理是什么?

硅晶體疊層成p型層和n型層,相互疊加。光線照射晶體會(huì)產(chǎn)生“光伏效應(yīng)”,從而產(chǎn)生電能。

太陽(yáng)能電池包括什么?

太陽(yáng)能電池由晶體硅太陽(yáng)能電池板組成,它是一系列相互連接的硅電池連接在一起形成一個(gè)電路。

在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下,光伏電池的太陽(yáng)能能被利用嗎?

不,它只能在有陽(yáng)光的情況下使用。


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