太阳能板怎么发电
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:
(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本;
(二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;
(三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
(四)逆变器:在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。
亲,光伏发电是利用半导体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。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。
太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作用被相互分别,电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。
经由界面层的电荷分别,将在P区和N区之间将形成一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。经由光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层接纳的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
太阳能电池板的优点:
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭。
2、绿色环保。光伏发电本身不需要燃料,没有二氧化碳的排放,不污染空气。不产生噪音。
3、应用范围广。只要能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统,它不受地域、海拔等因素制约。
4、无机械转动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳,电池组件就会发电,加之现在均采用自动控制数,基本不用人工操作。
5、太阳电池生产材料丰富:硅材料储量丰富,地壳丰度在氧元素之后,列第二位,达到26%之多。
以上内容参考:
百度百科-太阳能发电原理
太阳能光伏发电设备都是需要有阳光照射才能发电的,因为其利用的能量都来自于太阳光,但在夜晚是不会有太阳光照射的,所以这就使得太阳能和光伏发电设备的发电能力在时间分配上极不均衡,但是夜晚的用电量也是相当大的,这也是限制太阳能光伏发电的一大障碍。
然而据4月10日中新网报道的一则消息称,4月5日出版的美国《应用物理通讯》半月刊上刊载了一篇论文,来自斯坦福大学的科学家和工程师们设计出了一种能够在夜间发电的太阳能电池板,有望解决太阳能的光伏发电设备无法在夜间发电的问题。
这种太阳能电池板看上去没什么特别,因为它的材质本来就不特殊,只是在它能吸收太阳光的电池板之外附上了一种称为“热电模块”的绝缘材料(TEG和一种可以捕获热波长的独特材料),此外还有一个嵌入式热电发电机(TEG),这种发电机能够在晚上工作,会“从光伏电池与周围环境之间的温差中获取电能” 。
这项发明的主导者是斯坦福大学电气工程师范汕洄(FanShanhui),他解释称新发明太阳能光伏电池具备两种材料,普通光伏材料可以在今天接受太阳光发电,热电模块绝缘材料可以在晚上吸收光伏电池向外辐射的热流,这将可以使它产生电流。所以这一技术原理也不难理解,光伏发电设备可以在白天吸收太阳光发电的同时将光能热量储存起来,晚上再通过散热器向外辐射热量,这些能量的一大部分可以被热电模块捕获。
专家认为这种发电设备很适合安装在昼夜温差较大的地区,比如我国西北地区以及青藏高原上,白天阳光直射时光能很足,到了晚上空气温度又很低,地域环境很利于这种发电设备发挥效能。我国是世界第一大太阳能面板生产国和太阳能发电量第一大国,所以这种技术或许对我国的太阳能产业发展具有重大意义。
论文发表后该技术已被认为是太阳能光伏发电领域的突破性进展,但是目前这种发电设备在晚上产出的电能还是很少,夜间产生的功率仅为每平方米50mW(毫瓦) ,驱动一盏100瓦的灯泡就需要数十平方米面积的太阳能发电板,所以基本还是很难有效利用的状态,而标准太阳能电池板约为白天理想状态的发电,功率大约为每平方米1000W(瓦),白天和夜晚的发电量完全不能相提并论,而且晚上的时候光伏发电存储的热量冷却的也比较快,这种技术产生的电量会衰减很快直至电量全无,因此这一发明虽然惊艳,这距离实际应用还很远。
不过发明者认为目前的设计还只是一个尝试,存在着很大的改善空间,将来其在夜晚的发电效率也是会大大提升的。
参考资料:
《环球网》4月6日文章《新型太阳能电池板问世:黑夜也能发电》
2.采用聚光系统,增加光的辐照度,从而提高太阳能的利用率,这就是我们常说的聚光太阳能电池。
3.采用新型的太阳能电池结构。比如南京中电电气的选择性发射极太阳能电池、无锡尚德的Pluto冥王星电池、日本三洋公司的HIT太阳能电池、美国Sunpower公司的全背接触太阳能电池,特别是后二者实际工厂生产的效率已经达到20%,最近Sunpower在马来西亚的工厂生产的电池效率更是达到24%。
4.新理论太阳能电池(第三代太阳能电池)。比如热载流子太阳能电池,超晶格等等。