太阳能现在我们常用,为什么太阳能能够发电?
太阳能发电过程简单,没有机械转动部件,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,无噪声、无污染太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比,太阳能发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术,具有以下主要优点。
①太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用太阳能发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
②太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。
③太阳能发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,太阳能发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
④太阳能发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。艾迈斯的多款大电流插头已获得UL/CE/ROHS等认证资质,切合太阳能绿色环保的理念,带给用户更安心的产品体验效果。
⑤太阳能发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。太阳能发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。
⑥太阳能发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套太阳能发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。在这其中优质的太阳能储能电池插头能够给整个发电系统带来更加安全的运行效果。
⑦太阳能发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在太阳能发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。
⑧太阳能电池组件结构简单,体积小、重量轻,便于运输和安装。太阳能发电系统建设周期短,而且根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容。
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。太阳能光伏发电与火力发电、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,小到只供一户用电的独立太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。
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。
nbsp 随着现代生活水平不断的提升,对于大自然的利用也挥发到极致,而太阳也成为了我们生活中的骨干担当,在我们生活中少不了太阳的照顾,无论是照明灯还是热水器都有太阳能的模式,那么太阳能发电是什么原理呢?让我们一起了解下吧。
详细内容
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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。
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(1) 光—热——动—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—动再转换成电最终转换过程,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。
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(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相比,太阳能电池不会引起环境污染。
太阳能发电的原理,是利用太阳的辐射能,通过水或其他介质和装置系统,使之转换成电能。转换为电能有两种基本途径,一种是光把太阳辐射能转换为热能,即太阳热发电。另一种通过光电器件将太阳光直接转换为电能,即太阳光发电。
热发电又有两种类型。一种是太阳热动力发电,即采用反射镜把阳光聚集起来加热水或其他介质,使之产生蒸汽以推动涡轮机等热力发动机,再带动发电机发电。另一种是利用热电直接转换,如温差发电(热电偶)、热离子发电、热电子发电、磁流体发电等原理,将聚集的太阳热直接转换成电能。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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)。
2、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。
3、光—电直接转换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。
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1985年10月8日,我国第一座太阳能发电站在甘肃省榆中县园子乡建成并正式运转发电。那么,为什么太阳光能够转变成电能呢?
太阳能是地球上绝大部分能源之“源”。但是,人类只利用了太阳能中极少的一部分。要想将太阳馈赠的“礼物”变得更有用,最好的办法就是将它转变成更便于利用的有效形式,比如人们日常生活中离不开的电。
利用太阳光来发电有两类方式:一类是太阳光直接发电,叫作太阳能光伏发电;另一类是太阳光间接发电,又叫太阳能光热发电。
在太阳能光热发电中,有一种称为聚光太阳能发电(简称CSP)的技术,即先用抛物镜将阳光聚集到充满合成油的吸热管上,等到合成油被阳光加热到约400℃时,再将热油输送至热交换器里,通过热交换器加热循环水,产生水蒸气,推动涡轮转动,从而带动发电机发电。太阳能光热发电与常规火力发电原理是类似的,只是热能不是来自煤炭的燃烧,而是来自太阳光,因此非常洁净。
与太阳能光热发电不同,光伏发电直接将阳光转变成电。科学家发现了一种能吸收阳光产生电能的半导体材料,它的这种特殊本领称为光伏效应。
光伏效应涉及两个最基本的过程,一个是电子—空穴对的产生,另一个是电子—空穴对的分离。
物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子里有电子。半导体也是一种物质,它里面也有电子。当半导体中的电子吸收阳光后,获得能量,变得异常“兴奋”,就从低能量态“跃”到高能量态。由于电子的离开,在低能量态的位置就留下了电子的一个“空座位”,科学家给这个空座位起名叫作“空穴”。因为电子带负电荷,所以空穴就带正电荷。这就是电子—空穴对的产生。
如果往水里加一点糖,就会变成糖水,加一点盐就会变成盐水。同样,如果在半导体里掺入两种不同的物质,例如加一点磷或者硼,半导体也会变成两种“味道”不同的半导体,一种称为n型半导体,另一种则叫p型半导体。如果把n型半导体和p型半导体接触在一起,界面上就会形成pn结。pn结界面上跨越着内建电场,能够将电子—空穴对分离,指挥所有电子到n型半导体这边“集合”,空穴则到p型半导体那边“集合”。这就是电子—空穴对的分离。
半导体中的电子在吸收阳光、获得能量后,便离开“座位”,产生了电子—空穴对。pn结中的内建电场将这些电子—空穴对分离,所有带负电荷的电子聚集在一边,而带正电荷的空穴聚集在另一边。在两边装上电极就构成了一个电池,这种电池就叫光伏电池或者叫太阳能电池。这就是阳光直接变成电的过程。