光伏发电原理及工作过程
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!
P型和N型都可以做电池片。
在p型半导体材料上扩散磷元素,形成n+/p型结构的太阳电池即为P型硅片;
在N型半导体材料上注入硼元素,形成p+/n型结构的太阳电池即为n型硅片;
目前光伏行业主流产品是P型硅片,P型硅片制作工艺简单,成本较低,N型硅片通常少子寿命较大,电池效率可以做得更高,但是工艺更加复杂。N型硅片掺磷元素,磷与硅相溶性差,拉棒时磷分布不均,P型硅片掺硼元素,硼与硅分凝系数相当,分散均匀度容易控制。
光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。
通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成,同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。
太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体,光生伏特效应是光伏发电的基本原理。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,光伏发电技术由此诞生。