一、太阳能电池的工作原理 带图解
太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳能电池(一种类似于晶体二极管的半导体器件) 的光生伏打效应直接把太阳的辖射能转变为电能的一种发电方式,太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳能电池,也叫光伏电池。当太阳光照射到由p、n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳能电池上时,其中一部分光线被反射,一部分光线被吸收,还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚的高能级状态下的电子,产生电子一空穴对,在p-n结的内建电场作用下,电子、空穴相互运动(如图,n区的空穴向p区运动,p区的电子向n区运动,使太阳电池的受光面有大量负电荷〔电子)积累, 而在电池的背光面有大量正电荷〔空穴)积累。若在电池两端接上负载,负载上就有电流通过,当光线一直照射时,负载上将源源不断地有电流流过。
太阳能光伏电池表面有一层金属薄膜似的半导体薄片,当太阳光照射时,薄片
的另一侧和金属薄膜之间将产生一定的电压,这一现象称为光伏效应。太阳能光伏
电池正是一种利用光伏效应直接将光能转化为电能的装置。对于半导体P一N结,光
伏效应更明显,因此,太阳能光伏电池都是由半导体构成的。下面以硅半导体为例,
对太阳能光伏电池的工作原理加以说明。当N型硅和P型硅结合时,N型区的电子
扩散到P型区,P型区的空穴扩散到N型区,此时,N型带正电,P型带负电,在硅
半导体内部产生电场。当太阳光照在半导体P一N结上时,形成新的空穴一电子对,
在P一N结电场的作用下,空穴由N型区流向P型区,电子由P型区流向N型区,当
接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能光伏电池的工作原理,图解见附件
什么是PN结?为什么只能单向导通?太阳能电池的发电原理(下)
........难解
二、光伏发电跟一般发电比有哪些区别?
光伏发电与传统发电技术相比具有更多优势: 1。 太阳能资源十分丰富,辐射到地球表面的能量巨大,对于利用太阳能是十分有利的。因此太阳能光伏发电技术是资源为丰富的发电技术。 2。太阳能光伏发电更为安全可靠,不会产生污染以及噪声,并且能够比较灵活,能够安全稳定的运行。
3。光伏发电的应用使得边远以及特殊地区的用电问题得以有效解决,可以随时随地使用太阳能资源。
4。 光伏发电能够与建筑物相结合,形成光伏建筑一体化的系统,减少土地资源的浪费。
拓展资料:光热发电的优点
1、电能质量优良,可直接无障碍并网。太阳能光热发电与常规化石能源在热力发电上原理相同,都是通过Rankine 循环、Brayton循环或Stirling 循环将热能转换为电能,直接输出交流电,不必像光伏或风电一样还需要逆变器转换,电量传输技术相对较为成熟,稳定性高,因此更方便与目前国内的电网对接,且电力品质好。
2、可储能,可调峰,实现连续发电。
电网的负荷曲线形状在白天与太阳能发电自然曲线相似,上午负荷随时间上升,下午随时间下降,因此太阳能发电是天然的电网调峰负荷,可根据电网白天和晚上的最大负荷差确定负荷比例,一般可占10-20%的比例;
受益于热能的易储存性,所有太阳能光热发电电站都有一定程度的调峰、调度能力,即通过热的转换实现发电的缓冲和平滑,并可应对太阳能短暂的不稳定状况;
储能是可再生能源发展的一大瓶颈,实践证明储热的效率和经济性显著优于储电和抽水蓄能。配备专门蓄热装置的太阳能光热发电 电站,不仅在启动时和少云到多云状态时可以补充能量,保证机组的稳定运行,甚至可以实现日落后24 小时不间断发电,同时可根据负载、电网需求进行电力调峰、调度。
3、规模效应下成本优势突出。
因热电转换环节与火电相同,太阳能光热发电也与火电同样具备显著的规模效应,优于风电和光伏等。随着技术进步和产业规模扩大,太阳能光热发电的成本将很快接近甚至低于传统化石能源发电成本。
4、清洁无污染,助力碳减排。
光伏尽管是清洁发电,但硅片生产环节却高耗能高污染,而太阳能光热发电 不需要提炼重金属、稀有金属和硅,生产与发电环节均无污染,是真正的清洁能源。
三、光伏发电有哪些特点?
光伏发电系统具有以下特点:
(1)没有转动部分,不产生噪声。
(2)没有空气污染,不排放废水。
(3)没有燃烧过程,不需要燃料。
(4)维护保养简单,维护费用低。
(5)运行可靠,无工质消耗。
(6)作为关键部分的太阳电池使用寿命长。
(7)启动快,有太阳就能发电,适用于建立分布式变电站。
(8)安装容易,建设周期短,很容易根据需要扩大发电规模。
(9)规模大小皆宜(100W~100MW)。
光伏发电优点
①无枯竭危险:
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
光伏发电存在如下缺点:
(1)属于平面光源,面密度较小,地面为1kW/m。
(2)发电随天气成周期性和随机性变化,电力调节比较复杂。
(3)地区性分布有差异。
光伏发电优点:①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净;
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③产生的电力接入电网需要增加无功补偿设。
④储能困难。
我国光伏产业现状(1)电池产量2007年国内太阳能电池产量达到1088MWp(其中非晶硅电池为28.3MWp),比上年增长148.1%,超过日本(920MWp)和欧洲(1062.8MWp),成为世界第一大太阳能电池生产国。
组件产量2007年我国光伏组件产量也达到世界第一。据不完全统计,截至2007年底,国内光伏组件产量达到1717MWp,比上年增长138%。
我国光伏产业现状(2)。
光热转换陶瓷:伊原等人经研究发现,第四过渡族金属的碳化合物具有吸收波长在2微米以下的光线,全部反射波长在2微米以上光线的特点「4〕。在太阳的辐射光谱中,其中波长在0.3至2微米范围的太阳光占总能量的95%以上,因此太阳光的大部分能量可被这类金属元素的碳化物吸收,而人体热辐射的波长为4一14微米,不能被其吸收,大部分被反射。
由北京丰盈科技生产的远红外服装,它的红外发射率可高达92%,光热转换率达到了99%,而且红外光子波的范围扩展到1/vm—20/vm波光的范围,使用这种纤维做成的织物不仅具有发射红外能量波的效果,还可以更好的促进人体吸收转换皮肤周围的光热量。
采用三靶镀膜技术生产的不锈钢--氮化铝双层陶瓷镀膜全玻璃真空集热管,。
与普通真空集热管相比,具有高温(高温管可高达500℃)、高效(热吸收比可达0.96)。
低热损(可低至0.04)的优点。
太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源,也是一种能够规模应用的现实能源,可用来进行独立发电和并网发电。以其转化效率高、无污染、不受地域限制、维护方便、使用寿命长等诸多优点,广泛应用于航天、军事、通讯、交通、城市建设、民用设施等诸多领域。
太阳能光伏发电的特点包括:
1、太阳能是一种环保清洁能源,并且无资源枯竭危险;
2、清洁无污染,运行时没有三废和噪声的排放;
3、不受资源分布和地域的限制,不破坏当地的环境;
4、可在用电处就近发电,减少配套投资和运输损耗;
5、不破坏生态,能量随处可得,无需消耗燃料,无机械转动部位,维护简便,使用寿命长,建设周期短,规模大小随意,可以无人值守,也无需架设输电线路;
6、太阳能组件的使用寿命长,具备良好的耐候性,防风,防雹。能有效抵御湿气和盐雾腐蚀,不受地理环境的影响,发电寿命可达25年;
7、具有稳定的光电转化率,并且转化的效率很高。
绿色环保、清洁能源
无噪音
运行可靠
维护简单
安装便捷,建设周期短
光伏电池寿命长,可运行25年以上