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太阳能光伏发电是什么意思?怎么理解?原理是什么?

来源: 光伏能源网 发布于:2023-10-31 00:22:11

太阳能光伏发电,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

原理

光伏发电是利用半导体裤运隐界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,胡厅形成电流。

上面所说的光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。悄段它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。

太阳能一般指太阳光的辐射能量。

自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。

太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。

利用太滑升阳能的方法主要有:

使用太阳能电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能

使用太阳能热水器,利用太阳光的热量把水加热

利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电

利用太阳光的光能中的粒子打击太阳能板发电

利用太阳能进行海水淡化

太空太阳能转换电能储存,传输地面电能接收站,讯号接收站

根据环境与环境太阳日照的长短强弱,可移动式和固定式太阳能利用网

太阳能运输(汽车、船、飞机...等)、太阳能公共设施(路灯、红绿灯、招牌...等)、建筑整合太阳能(房屋、厂房、电厂、水厂...等)

太阳能装置,例如:太阳能计算机、太阳能背包、太阳能台灯、太阳能手电筒...等各式太阳能应用与装置

现在,太阳能的利用还不很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了很好的应用。

目前,全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特(Buerstadt),面积为四万平方米,每年的发电量为450万千瓦时。

日本为了达成京都议定书的二氧化碳减量要求,全日本都普设太阳能光伏板,位于日本中部的长野县饭田市,居民在屋顶设置太阳能光伏板的比率甚至达2%,堪称日本第一。而在中国的江苏睢宁,太阳能利用率更达到95%,可谓全中国第一。

光电转换光电转换又称太阳能光伏。太阳能板是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体太阳能电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较大的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。

太阳能板可以制成不同形状,而又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面开始使用光伏板组件,被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

光热转换现代的信侍老太阳能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

太阳能的优点

在光照充足的地区(例如:太空向阳区、海洋、海岸、空旷岩地...等),太阳能的供应源源不断,生产过程不会产生环境污染,又不会消耗其他地球资源或导致地球温室效应。太阳能能源取自于太阳,来源源源不绝,太阳能为良好能源如同水力或风力,各处皆积极发展太阳能。

太阳能设施可采取立体式设施,如同风能设施,可保护许多陆地和生态。

太阳能的缺点

目前利用太阳能的各种技术都具有成本很高的缺点,因此首期资本投资不菲。

除此之外,在许多阴雨绵绵的地区、或是日照短的,很难完全靠太阳能供应,投资报酬率较低。谈团另外,除非有大量的太阳能板或更成熟的太阳能技术,不然目前仍然难以产生大量电源供给使用是其缺点。

除此之外,太阳能板寿命有限。大约是10-20年。而制作时所需使用的大量硅、锗、硼可能会造成其他方面的污染,得先做好事先的管控处理。

太阳能发电分光热发电和光伏发电。不论产销量、发展速度和发展前景、光热发电都赶不上光伏发电。可能因光伏发电普及较广而接触光热发电较少,通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电,简称光电。光伏发电是根据光生伏打效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。目前,光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有微波中继电源等,另外,还包括一些移动电源和备用电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地厂各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家己经大面积推广实施。我国并网发电还未起步,不过,2008年北京“绿色奥运”部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。

太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在10-13%左右,国外同类产品效率约12-14%。由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。2002年全球太阳电池和光伏组件产量约600MW,其中日本占45%,美国25%,欧洲约22%。日本是光伏产业发展最快的因家,在不到10年的时间里超过了美国,2001年世界10大太让慧胡阳电池生产厂,日本就有4家,分别是夏普、京都陶瓷、三洋和三菱。欧美发达国家大都制订了“阳光计划”,并采取措施鼓励居民安装太阳能发电系统,比如部分赠款、无息贷款和“种子基金”等,并以高出普通电价几倍的价格购买居民家中多余的太阳能电量。

我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快,但总体规模较小,2002年太阳电池产量约SMW,累计装机坦拦容量达25MW,不到世界的1%,为配合西部大开发,我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等,利用太阳能发电和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电,这一工程配套资金20多亿人民币。我国光伏发电产品的市场主要在西部,另有部分产品出日,如组件、小系统和日用太阳能电子产品等。由于国内太阳能碧此电池晶片产量远远不能满足需求,许多厂家进日大量电池片封装组件。在光伏产业方面,深圳占有部分江山,产品加工能力、产品质量和销量在国内外都有一定的影响。政府应加大扶持力度,使之扩大规模发展成为产业群,进而成为深圳的一个经济增长点。

太阳能光伏发电产业增长迅速,不仅因为它是具有许多优点的清洁能源,一个更诱人的动因是,在太阳能与建筑一体化的过程中,太阳电池组件比太阳能热水器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备,还可作为屋面和墙面材料,既供电节能,又节省了建材,国外己有非常好的案例。因此,太阳能光伏发电技术与建筑结合方面,将具有良好的经济效益,前途无限。

太阳能是将太阳光中的能量转换为可为人类所利用的能量,比如对水加热(太阳能热水器)和发电,甚至植物的光合作用。

太阳能光伏是由太阳光生成电,用于生产生活。

原理:太阳光照射到光伏组件上,通过光伏组件将太阳光转为直流电,再利用汇流箱,逆变器等将发的电发到国家电网或者自用。

太阳能光伏是一种绿色可再生册岩能源,与其它常规能源相比,具有以下几个特点。

一、是一种绿色能源,所以无污染

二,太阳光取之不尽,用之不竭

三、太阳能转化为电能需要光伏组件作为中间媒介,发电量与当地的光照角度,日照时间有关,有时安装不当,太阳光强时发电量反而会降低,一州凯御般情况下是成正比关系

四,光伏发电是靠天吃饭的,与天气有很大关系,特别是积雪,灰尘,树叶的遮挡,会影响发电量,后期需要运维,但是现在出现了运维监控系统,通过手机或PC就可监控每天的发电量,一旦出现异常,运维人员会及时维护

五,光伏主要分为地面式的大型电站孙散和屋顶式的,大型电站主要安装在西北人烟稀少的地方,但是那里用电量较少,传输的话损耗大,成本高,所以现在主推屋顶式,也就是说的分布式。

参考

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