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太陽能光伏發電原理你了解多少呢?

2019/9/11 16:55:18      點擊:
太陽能光伏發電原理你了解多少呢?
1、光伏效應
如果光線照射在太陽能電池上並且光在界麵層被吸收,具有足夠能量的光子能夠在P型矽和N型矽中將電子從共價鍵中激發,以致產生電子-空穴對。界麵層附近的電子和空穴在複合之前,將通過空間電荷的電場作用被相互分離。通過界麵層的電荷分離,將在P區和N區之間產生一個向外的可測試的電壓。
2、原理
太陽光照在半導體結上,形成新的空穴-電子對,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。
(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。
(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長,隻要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電、核能發電相比,太陽能電池不會引起環境汙染。
3、係統組成
光伏發電係統是由太陽能電池方陣,蓄電池組,充放電控製器,逆變器,交流配電櫃,太陽跟蹤控製係統等設備組成。其部分設備的作用是:
電池方陣:在有光照(無論是太陽光,還是其它發光體產生的光照)情況下,電池吸收光能,電池兩端出現異號電荷的積累,即產生“光生電壓”,這就是“光生伏特效應”。在光生伏特效應的作用下,太陽能電池的兩端產生電動勢,將光能轉換成電能,是能量轉換的器件。太陽能電池一般為矽電池,分為單晶矽太陽能電池,多晶矽太陽能電池和非晶矽太陽能電池三種。
蓄電池組:其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能並可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是:a.自放電率低;b.使用壽命長;c.深放電能力強;d.充電效率高;e.少維護或免維護;f.工作溫度範圍寬;g.價格低廉。
控製器:是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由於蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素,因此能控製蓄電池組過充電或過放電的充放電控製器是必不可少的設備。