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2019-6-12 19:36:04发布3次查看ip:发布人:
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为n型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成p型半导体。当p型和n型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到p-n结后,空穴由p极区往n极区移动,电子由n极区向p极区移动,形成电流。
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太阳能电池板换成工质的蒸气,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,适用小规模特殊的场合,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。
单晶硅太阳能的光电转换效率最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。但是单晶硅太阳能电池的制作成本很大,以至于它还不能被大量广泛和普遍地使用。多晶硅太阳能电池从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。因此,从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。研究者发现有一些化合物半导体材料适于作太阳能光电转化薄膜。例如cds,cdte;ⅲ-v化合物半导体:gaas,aipinp等;用这些半导体制作的薄膜太阳能电池表现出很好光电转化效率。具有梯度能带间隙多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。使薄膜太阳能电池大量实际的应用呈现广阔的前景。在这些多元的半导体材料中cu(in,ga)se2是一种性能优良太阳光吸收材料。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅明显地高的薄膜太阳能电池,可以达到的光电转化率为18%.
太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源,就要根据用电器的功率,合理选择各部件。下面以100w输出功率,每天使用6个小时为例,介绍一下计算方法:1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗):若逆变器的转换效率为90%,则当输出功率为100w时,则实际需要输出功率应为100w/90%=111w;若按每天使用5小时,则耗电量为111w*5小时=555wh。2.计算太阳能电池板:按每日有效日照时间为6小时计算,再考虑到充电效率和充电过程中的损耗,太阳能电池板的输出功率应为555wh/6h/70%=130w。其中70%是充电过程中,太阳能电池板的实际使用功率。




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