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光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽能電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽能電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí),它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內(nèi)部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子,形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢差,成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P-N結(jié)后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。
3、光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程簡單,是直接從光能到電能的轉(zhuǎn)換,沒有中間過程和機(jī)械運(yùn)動(dòng),不存在機(jī)械磨損。
5、光伏發(fā)電過程不需要冷卻水,可以安裝在沒有水的荒漠戈壁上。
7、光伏發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長,晶體硅太陽能電池壽命可長達(dá)20-35年。
1、能量密度低:盡管太陽投向地球的能量總和極其巨大,但由于地球表面積也很大,而且地球表面大部分被海洋覆蓋,真正能夠到達(dá)陸地表面的太陽能只有到達(dá)地球范圍太陽輻射能量的10%左右,致使在陸地單位面積上能夠直接獲得的太陽能量較少。
3、轉(zhuǎn)換效率低:光伏發(fā)電的最基本單元是太陽能電池組件,光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率指光能轉(zhuǎn)換為電能的比率,目前晶體硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率為13%-17%,非晶硅光伏電池只有5%-8%。
5、受氣候環(huán)境因素影響大:光伏發(fā)電的能源直接來源于太陽光的照射,而地球表面上的太陽照射受氣候的影響很大,長期的雨雪天、陰天、霧天甚至云層的變化都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài)。
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