光伏發(fā)電原理，你知道嗎？

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2022.04.27 瀏覽次數(shù)：

太陽能:

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

太陽能電池板

太陽能電池板是一種對光有響應(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極層吸收時，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。自由電子自然地遷移到正極層，在正極層和負極層之間產(chǎn)生電位差。當(dāng)這兩層被連接到一個外部電路時，電子流過電路，產(chǎn)生電流。

現(xiàn)在我們將以晶體硅為例來描述光伏發(fā)電的過程。磷型晶體硅可以摻雜磷為n型硅，從而形成p - n結(jié)。當(dāng)光照射到太陽能電池表面時，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)致越來越多的電子移動成為自由電子，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，在電壓的作用下，電流會流過外部電路，產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的本質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)化為電能的過程。太陽能發(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)生的太陽輻射進行太陽熱轉(zhuǎn)換的方法。通常，太陽能集熱器將太陽能電池板的熱量吸收成工業(yè)蒸汽，然后驅(qū)動汽輪機。前者是熱轉(zhuǎn)換過程。這個過程后是熱電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火電發(fā)電相同。太陽能熱發(fā)電的缺點是效率低、成本高。估計其投資至少比普通火電廠貴5倍。一個20-1000兆瓦的太陽能熱電廠需要投資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合，且大規(guī)模使用經(jīng)濟，無法與普通燃煤電廠或核電站競爭。(2)光電轉(zhuǎn)換模式這種模式利用光電效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。光電轉(zhuǎn)換是太陽能電池的基本設(shè)備。太陽能電池是一種通過光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的電池。這是一個半導(dǎo)體光電二極管。當(dāng)陽光照射到光電二極管上時，光電二極管將太陽能轉(zhuǎn)換成電能并產(chǎn)生電流。太陽能電池板是一種很有前途的新型電源，具有三個主要優(yōu)點:永久、清潔和靈活。太陽能電池使用壽命長。只要有陽光，太陽能電池就可以長期投資使用。與火電和核能相比，太陽能電池不會造成環(huán)境污染。太陽能電池可以大、中、小，從容量為100萬千瓦的中型電站到僅供一個家庭使用的太陽能電池，這是其它能源無法比擬的。

光伏電池的優(yōu)點:

環(huán)境可持續(xù)性:光伏電池產(chǎn)生清潔的綠色能源，不會排放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)濟可行性: 電池的運行和維護成本非常低。產(chǎn)生的太陽能電池板的成本只是初始成本，即購買和安裝。
可接入: 與傳統(tǒng)輸電線路相比，太陽能電池板很容易安裝，可以在偏遠地區(qū)或人煙稀少的地區(qū)以更低的成本接入。它們易于安裝，不會對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且豐富的。
成本: 太陽能電池板沒有機械運動部件，除了一些高度先進的陽光跟蹤機械基地。因此，太陽能電池板的維護和維修價格是微不足道的。