什么是光伏发电
光伏发电(Photovoltaics;字源“photo-”光,“voltaics”伏特),是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。目前,用来发电的半导体材料主要有:单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用,光伏产业的发展十分迅速。
拓展资料:
截至2010年,太阳能光伏在全世界上百个国家投入使用。虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分,不过,从2004年开始,接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长。到2009年,总发电容量已经达到21GW,是当前发展速度最快的能源。据估计,没有联入电网的光伏系统,目前的容量也约有3至4GW。
光伏系统可以大规模安装在地表上成为光伏电站,也可以置于建筑物的房顶或外墙上,形成光伏建筑一体化。
自太阳能电池问世以来,使用材料、技术上的不断进步,以及制造产业的发展成熟,都驱使光伏系统的价格变得更加便宜。不仅如此,许多国家投入大量研发经费推进光伏的转换效率,给与制造企业财政补贴。更重要的,上网电价补贴政策以及可再生能源比例标准等政策极大地促进了光伏在各国的广泛应用。
光伏发电原理:光伏发电是一种利用半导体界面的光伏效应将光能直接转化为电能的技术。这项技术的关键是太阳能电池。太阳能电池串联后,可以封装保护成大面积太阳能电池组件,配合功率控制器等部件组成光伏发电装置。光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子撞击金属时,其能量可以被金属中的一个电子完全吸收。电子吸收的能量大到足以克服金属内部重力,从金属表面逃逸出来成为光电子。硅有四个外层电子。如果纯硅掺杂有五个外层电子的原子,比如磷原子,就会变成N型半导体。如果纯硅掺杂有三个外层电子的原子,例如硼原子,就形成了P型半导体。P型和N型结合在一起,接触面就会形成电位差,成为太阳能电池。电影封面阳光照射在半导体pn结上,形成新的空穴-电子对。在pn结内建电场的作用下,空穴从N区流向P区,电子从P区流向N区。电路接通后,就形成了电流。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,另一种是光电直接转换。(1)光-热-电转换模式利用太阳辐射产生的热能发电。一般太阳能集热器将吸收的热能转化为工质蒸汽,然后驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程;后一个过程就是热电转换,和普通火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率低,成本高。据估计,其投资至少比普通火电厂贵5~10倍。(2)光电直接转换模式这种模式利用光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能。光电转换的基本器件是太阳能电池。太阳能电池是一种利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置。它是一个半导体光电二极管。当太阳光照射到光电二极管上时,光电二极管会将太阳能转化为电能,产生电流。当许多电池串联或并联后,就可以成为一个输出功率比较大的太阳能电池阵列。太阳能电池是一种很有前途的新能源,它有三个优点:永久、清洁和灵活。太阳能电池寿命长,只要太阳存在,一次投资就可以用很长时间。与火力发电和核能发电相比,太阳能电池不会造成环境污染。
光伏发电原理:
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子照射金属时,其能量可以被金属中的电子完全吸收。电子吸收的能量足够大,足以克服金属的内部引力,并从金属表面逃逸出来成为光电子。硅原子有四个外电子。如果纯硅中掺杂了五个外电子的原子,比如磷原子,它就会变成一个n型半导体;如果纯硅中掺杂有三个外电子的原子,如硼原子,则形成p型半导体。当p型和n型相结合时,接触面将形成电位差,成为太阳能电池。当太阳照射在p-n结上时,电流从p型侧流向n型侧,形成电流。
太阳能光伏板的光电效应是指不均匀的半导体或半导体的不同部分与金属结合后,由于光的作用而产生电位差的现象。首先,这是一个光子(光波)转化为电子,光能转化为电能的过程;第二个是电压形成过程。
光伏发电工作过程:
光伏板的作用是收集电能,每几块连在一起的光伏板会组成一个线路,光伏板发出的电都是直流电。
汇流箱,汇流箱的作用是把它附近的几路电流线路汇集到一起,然后统一成一路向上级传送。
逆变器,汇流箱汇总后的电流直接会输送到逆变器的基站,一般这个时候电流会很大,所以选择逆变器的时候一定要把功率算好。直流电经过逆变器的逆变作用,就把直流变成了低压的交流了。
逆变器变压器,一般是用厢式变压器,这个变压器的功能是把逆变器输出来的低压交流电变成符合最终跟电网对接的那个总变压器低压侧的电压等级。
开关柜,逆变器变压器输出的电压连接到开关柜,开关柜具有开断高电压的能力,开关柜的输出端就跟并网变压器相连了。
并网变压器,这个变压器直接就跟电网相连了,一般是环网式,如果电网上有电能需求的话,光伏电站的电就经过这个并网变压器送上线路并最终供给用户啦!
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。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。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。
光伏发电优点
无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的。中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
光伏就是光伏发电系统,是使用了半导体材料产生的光伏效应而把太阳辐射能转化成电能的一种用来发电的系统。光伏发电系统产生的能源是一种十分安全、清洁并且可再生的能源,在光伏发电的过程中不会破坏生态和污染环境。
光伏发电系统是靠太阳能来发电的,而现在的光伏发电系统可以分为并网光伏系统和独立光伏系统。
利用光伏系统进行发电有很多优点,比如在恶劣的天气和环境之下也能够正常供电,并且安全性能高,使用寿命长。但是相对的,光伏发电的缺点也有很多,它在初期的投资费用是很高的,并且在使用之前要耗费精力进行技术培训。