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光伏發電的主要原理及優勢

2022-04-09 15:30:11

光伏發電是利用半導體界面的光伏效應直接將光能轉化為電能的技術,它主要由三部分組成:太陽能電池板、控制器和逆變器。主要元件是電子元件。太陽能電池串聯后,可以封裝保護,形成大面積太陽能電池組件,再與功率控制器等部件組成光伏發電裝置。

光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。當光子照射金屬時,其能量可以被金屬中的電子完全吸收。電子吸收的能量大到足以克服金屬原子內部的庫侖力做功,并從金屬表面逃逸,成為光電子。硅原子有四個外層電子。如果純硅摻雜有五個外層電子的原子,比如磷原子,它就變成了N型半導體。如果純硅摻雜有三個外電子的原子,如硼原子,就形成了P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面會形成電位差,成為太陽能電池。當太陽光照射至pn結時,電流從P型側流向N型側,形成電流。

光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象,在高于一定頻率(這個頻率稱為極限頻率)的電磁波照射下,某些物質中的電子吸收能量逃逸形成電流,即光電。光伏發電示意圖多晶硅經過鑄錠、斷錠、切片等工序后制成硅片進行加工。摻雜和擴散微量硼、磷等。在硅片上會形成一個pn結。然后通過絲網印刷,將精細制備的銀漿印刷在硅片上制成網格線,燒結后同時制成后電J,并在具有網格線的表面涂覆抗反射涂層,從而制成電池單元。電池排列組合成一個電池模塊,形成一個大的電路板。通常組件由鋁框架包圍,正面覆蓋玻璃,背面設置電J。有了電池組件和其他輔助設備,就可以形成發電系統。為了將直流電轉換成 交流電,有必要安裝一個變流器。發電后可儲存在蓄電池中或輸入公共電網。在發電系統的成本中,電池組件約占50%,電流轉換器、安裝成本、其他輔助組件和其他成本占另外50%。

光伏發電優勢:無論從世界還是中國來看,常規能源都非常有限。中國的一次能源儲量遠低于世界平均水平,僅占世界總量的10%左右。太陽能是人類取之不盡的可再生能源,它具有足夠清潔、安全、相對通用、壽命長免維護、資源充足和潛在經濟等優點,在長期能源戰略中發揮著重要作用。


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