光伏电池原理
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
光—热—电转换
光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
光—电直接转换
太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)的电磁波, 如红外线、紫外线、可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上,光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短,频率越高,所具有的能量就越高,例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能,值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关,只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时,电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关,譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV,因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式,发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体,不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率,在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池效率为25.0%,多晶硅电池效率为20.4%,CIGS薄膜电池效率达19.6%,CdTe薄膜电池效率达16.7%,非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%
太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件,其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是“硅”,它是不导电的,但如果在半导体中掺入不同的杂质,就可以做成P型与N型半导体,再利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子,可视为多了一个正电荷),与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流,所以当太阳光照射时,光能将硅原子中的电子激发出来,而产生电子和空穴的对流,这些电子和空穴均会受到内建电位的影响,分别被N型及P型半导体吸引,而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来,形成一个回路,这就是太阳电池发电的原理。
简单的说,太阳光电的发电原理,是利用太阳电池吸收0.4μm~1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光,将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。
由于太阳电池产生的电是直流电,因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器,换成交流电,才能供电至家庭用电或工业用电。
太阳能到达地球大气层上界,大约是每平方米的功率为1367W,目前光伏组件效率最高的产品约为21%,也就是说一平方米最大能产生的最大功率是210W,这中间的1157W能量哪去了。
1、有一半被大气层吸收和反射
地球上空有数千公里的大气层,分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层,太阳约有30%的能量会反射到太空,约有19%的能量被云层和大气吸收,变成风雷雨电,到达地球表面的约占51%。也就是说,太阳能到达地球表面,每平方米的平均功率约为690W,组件的标准测试条件是每平方米辐照度为1000W,大部分地方的光照都达不到这个条件,当然也在少数地方,在某个特定的时刻辐照度可能超过1000W。
2、电池组件吸收可见光部分能量
太阳光的光谱知识:太阳光是由连续变化的不同波长的光混合而成,包含了各种波长的光:红外线、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外线等,其中由红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫是可见光,人眼可见。其中辐射能量最大的区域在可见光部分,占到大约48%,紫外光谱区的辐射能量占到约8%,红外光谱区的辐射能量占到约44%,在整个可见光谱中,最大能量在波长0.475μm 处,太阳能电池只能吸收部分的能量,转化为电能,紫外光谱区不能进行能量变换,红外光谱区过长的长波只能转换为热量。
目前组件只能吸收约可见光部分的能量,如果都能吸收,最大效率可达48%左右,但没有哪一种技术的电池带宽能做到这么宽,当禁带宽度在1.0~1.6eV时 ,电池片的最大转换效率在44%以下,预测晶硅电池的极限效率是29%,2017年3月,日本化学制造公司开发出转化率为26.3%的晶硅太阳能电池。
3、组件封装损失
封装成组件后,由于组件面积大于电池总面积,约损失了2个百分点的全面积效率其次,由于光伏玻璃的透光吸收损失了0.5个百分点EVA胶膜透光吸收损失0.5个百分点第三,互联条/汇流引出条的电阻损失1个百分点。总共损失了约4个百分点。随着组件技术不断发展,现在推出多主栅电池组件,双玻无铝边框组件,MWT背接触无主栅电池组件,可以把组件封装损失降低到1%以下。
刘继茂
1、关注电站的发电状况,一旦不发电,需要及时联系客服排查问题;
2、冬季做好电站防雨雪,及时清除电站表面的积雪,否则会影响电站的发电;
3、定时清洗光伏组件表面的灰尘落叶,避免造成局部不发电引起电站发电异常;
4、电站逆变器要做好日常的维护一旦跳闸要在安全情况下进行维修。
希望能帮到你!
所谓光伏发电是靠光,而不是靠温度。如果靠温度可以发电那用途会更广阔。现在的温差发电不未突破。太阳光的能量主要是靠辐射传递的,就是照到能量接受面上,接收面将辐射的光能转化成电能。如果只有温度没有光,那么就不是光伏发电,叫热能发电,比如说西藏地区用电地热发电,利用热能转化成动能,带动发电机发电。
拓展资料:
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
1、光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
2、 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。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;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的。
7度以上。
10.4KW的光伏电站发电量为76.7度。可以算出76.7度÷10.4千瓦=7.375度/千瓦。可以得出本部电站平均1千瓦全天发电7.375度,本纪录为考察的所有电站的最高纪录,当然还有十几部电站都在每千瓦全天发电在7KWH以上。
光伏发电注意事项
在无阴影遮挡条件下工作时,在太阳辐照度为500W/㎡以上,风速不大于2m/s的条件下,同一光伏组件外表面(电池正上方区域)温度差异应小于20℃。装机容量大于50kWp的光伏电站,应配备红外线热像仪,检测光伏组件外表面温度差异。
使用直流钳型电流表在太阳辐射强度基本一致的条件下测量接入同一个直流汇流箱的各光伏组件串的输入电流,其偏差应不超过5%。