光伏发电 原理
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。
“水火互补”就是将光伏电站作为“虚拟水力机组”,接入龙羊峡水电站。水能和光能相辅相成。利用它们的互补性,可以依靠水轮发电机组的快速调节能力和水电站水库的调节能力来调节光伏电站的有功输出,进行“水火互补”发电,实现平滑稳定的发电曲线,使光伏发电成为可与水电媲美的优质电能。
阳光普照时,光伏发电,但在夜间或天气变化时,电站出力为零或迅速下降,这就需要其他电源的出力迅速增加。此时可以通过电网调度系统自动调节水力发电,减少天气变化对光伏发电的影响,补充光伏发电减少带来的电力不足,提高光伏发电质量,从而获得稳定可靠的电力供应。
经水轮发电机组调节后,两个电源组合的电量通过龙羊峡水电站的外送通道送入电网。
补水工程运行后,龙羊峡水电站输电线路年利用小时可由4621小时提高到5019小时,大大提高了水电站的经济效益,实现了国有资产的保值增值。
二是转换过程简单。光伏发电可以直接将光能转化为电能,而风能、核能和水力发电都需要经过机械能转换这一中间过程,会产生能量损失。此外,因为转换原理简单,光伏组件的结构也相对简单,性能可靠,维护方便,寿命长,也能灵活地应用于不同场景,例如户用光伏。
三是发电真正环保。不同于其他发电方式,光伏发电不排放温室气体和废
首先风电、水电和光伏发电都属于清洁能源,但风电和太阳能发电效率很低,水力发电效率比较高,如果只是从环保角度看来看,个人认为还是风力发电比较环保。
我们来了解一下风力发电原理:利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和塔筒三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)
风电主要污染有:
1、视觉污染:在有风和阳光的条件下,阳光照在旋转的叶片上产生晃动的阴影,晃动的阴影能使人时常产生眩晕、心烦意乱等症状,影响正常的工作和生活。如在高速路、公路两边布置风电机组,旋转的阴影、光反射等会给司机的视觉带来影响,从而影响驾驶安全。
2、声污染:风电建设阶段的施工噪音,运行阶段风电机组自身噪音。
而水力发电就更多的缺点:
1、生态破坏:大坝以下水流侵蚀加剧,河流的变化及对动植物的影响等。
2、需筑坝移民等,基础建设投资大。
3、下游肥沃的冲积土因冲刷而减少。
4、巨大的,需要淹没广泛上游领域的水坝,能够破坏生物的多样性、有生产力的低地、沿江河谷森林、湿地和草原,为水力发电而建设的水库能够引起周边地区栖息地的细碎化和导致水土流失的恶化。
5、物理化学性质方面:流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变,而且水库中各层水的密度、温度、甚至溶解度等有所不同。深层水的水温低,而且沉积库底的有机物不能充分氧化处于厌氧分解,水体的二氧化碳含量明显增加。
6、影响气候变迁,容易形成极端天气‘’
7、影响地下水循环,会造成下游湖泊的干涸和海水的倒灌。
综上所述,个人认为还是风力发电比较环保