从什么是太阳能到太阳能应用相关技术的讲解,我相信很多人对太阳能有了一个大致的了解。现在我们来谈谈光伏发电在太阳能应用技术中的应用,主要从两个方面:原理和优点
太阳能光伏发电原理-光伏效应可以在液体和固体物质中发生,但只有固体(尤其是半导体pn结器件)在阳光下具有较高的光电转换效率。基于光伏效应原理的晶体硅太阳能电池可以直接将太阳能转换为电能。太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能光伏发电系统的基础和核心设备。太阳能转化为电能的过程主要包括三个步骤:(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,在半导体中产生电子-空穴对,称为“光生载流子”。两者的极性相反。电子带负电,空穴带正电
(2)极性相反的光生载流子被半导体pn结产生的静电场隔开
(3)光生载流电子和空穴分别被太阳能电池的正负电极收集,并在外部电路中产生电流以获得电能
当光照射到太阳能电池的表面时,部分光子被硅材料吸收,光子的能量转移到硅原子,使电子跃迁并成为自由电子,这些电子聚集在PN结的两侧形成电位差。当外部电路连接时,在该电压的作用下,会有电流流过外部电路,产生一定的输出功率。这一过程的实质是将光子能量转换为电能
光伏发电具有经济优势
太阳能利用的经济性可以从两个方面看出来:第一,太阳能取之不尽,在接收太阳能时不征收“税”,太阳能可以在任何地方使用;第二,在目前的技术发展水平上,一些太阳能已经得到了经济利用。随着科学技术的发展和人类开发利用太阳能技术的突破,太阳能利用的经济性将更加明显。如果说20世纪是石油的世纪,那么21世纪就是可再生能源的世纪(太阳能的世纪)
就太阳能光伏电站的建设成本而言,随着太阳能光伏发电的大规模应用和推广,特别是上游晶体硅产业和光伏发电技术的日益成熟,以及建筑屋顶、外墙等平台的综合开发利用,太阳能光伏发电每千瓦的建设成本越来越低,与其他可再生能源相比,具有相同的经济优势。随着国家平价政策的实施,它将变得越来越受欢迎
据计算,每年到达地球表面的太阳能总量约为1.892x10^24吨标准煤,是世界主要能源探明储量的10000倍。太阳的寿命至少为40亿年。与人类历史相比,太阳能持续供应地球的时间可以说是无限的,这决定了太阳能的开发利用将是解决常规能源短缺和枯竭的有效途径
太阳能,如风能、潮汐能等清洁能源,开发利用时几乎不产生污染。此外,其储备是无限的。它是人类理想的替代能源。由于传统化石燃料(煤炭、石油和天然气)在使用过程中排放大量有毒有害物质,对水、土壤和大气造成严重污染,形成温室效应和酸雨,严重危害人类生存环境和健康,迫切需要开发新的清洁替代能源。太阳能作为理想的清洁能源,越来越受到世界各国的重视。