光伏发电的原理是什么?

如题所述

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。
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第1个回答  2021-11-23
光伏发电的原理是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
具体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。
1.光伏发电的成本是多少:
一个面积60的屋顶,可以安装8KW左右的光伏组件。根据碳银公司的安装计划,电站终端目前的销售价格为4元/W(包括光伏元器件、逆变器、配电箱、支架等设备),一个60的电站投资需要3.2万元。(这里强调一下,这个成本计算是基于2020年光伏元器件的平均市场价格),533元/。一年发电基准电价为0.4153元/千瓦时(以2020年浙江省为例),20年国家补贴为8美分/千瓦时,居民用电量按0.53元/千瓦时计算。一年综合收益5898元,电站收回成本需要5.4年。
2.光伏发电的缺点:
转换效率低:光伏发电的转换效率是指光能转换为电能的效率。目前晶体硅光伏电池效率为13%~17%非晶体硅光伏电池转换效率只有6%~8%正式因为光电转换效率低,所以光伏发电功率密度也很低,这样以来就难以形成高功率发电系统。光电转换效率低是阻碍光伏发电发展的重要因素;
只能在白天工作:光伏发电有光才能发电,所以光伏发电只能在白天发电,夜里不能发电,而我们平时用电大多都是在夜里,光伏发电的工作特性与我们生活习惯不符;受气候环境影响大:长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会影响光伏发电。太阳能电池极板上不能有杂物遮挡,一旦有,光伏发电效率会降低很多很多;地域依赖性强:地理位置不同,气候不同,各地区日照资源相差很大。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区效果才会好。

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第2个回答  2022-12-27

1、光伏是什么?

光伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统有独立运行和并网运行两种方式。

2、光伏如何发电?

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳申池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要具体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,接触面就会形成申势差,成为大阳能电池。当大阳光照

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。

3、光伏电站系统的组成?

光伏发电系统主要由光伏组件、光伏逆变器、直流汇流箱、直流配电柜、交流汇流箱或配电柜、升压变压器、光伏支架以及一些测试、 监控、防护等附属设施构成。部分系统还有储能蓄电池、光伏控制器等。

(1)、光伏组件

光伏组件也叫光伏电池板,是光伏发电系统中实现光电转换的核心部件,也是光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳光的辐射能量转换为直流电能,并通过光伏逆变器转换为交流电为用户供电或并网发电。

(2)、光伏逆变器

光伏逆变器的主要功能是把光伏组件输出的直流电能尽可能多的转换成交流电能,提供给电网或者用户使用。光伏逆变器按运行方式不同,可分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器用于并网运行的光伏发电系统。离网逆变器用于独立运行的光伏发电系统。

(3)、直流汇流箱

直流汇流箱主要是用在几百千瓦以上的光伏发电系统中,其用途是把光伏组件方阵的多路直流输出电缆集中输入、分组连接到直流汇流箱中,并通过直流汇流箱中的光伏专用熔断器、直流断路器、电涌保护器及智能监控装置等的保护和检测后,汇流输出到光伏逆变器。直流汇流箱的使用,大大简化了光伏组件与逆变器之间的连线,提高了系统的可靠性与实用性,不仅使线路连接井然有序,而且便于分组检查和维护。当光伏方阵局部发生故障时,可以局部分离检修,不影响整体发电系统的连续工作,保证光伏发电系统发挥最大效能。

(4)、直流配电柜

大型的光伏发电系统,除了采用许多个直流汇流箱外,还要用若干个直流配电柜作为光伏发电系统中二、三级汇流之用。直流配电柜主要是将各个直流汇流箱输出的直流电缆接入后再次进行汇流,然后输出再与并网逆变器连接,有利于光伏发电系统的安装、操作和维护。

(5)、交流配电柜与汇流箱

交流配电柜是在光伏发电系统中连接在逆变器与交流负载或公共电网之间的电力设备,它的主要功能是对电能进行接收、调度、分配和计量,保证供电安全,显示各种电能参数和监测故障。交流汇流箱一般用在组串式逆变器系统中,主要作用是把多个逆变器输出的交流电经过二次集中汇流后送入交流配电柜中。

(6)、升压变压器

升压变压器在光伏发电系统中主要用于将逆变器输出的低压交流电(0.4kV)升压到与并网电压等级相同的中高压电网中(如10kV、35kV、110kV、220kV 等),通过高压并网实现电能的远距离传输。小型并网光伏发电系统基本都是在用户侧直接并网,自发自用、余电直接馈入0.4kV低压电网,故不需要升压环节。光伏发电系统用的升压变压器主要为单相或三相变压器,一般有干式和油浸式两种。

(7)、光伏支架

光伏发电系统中使用的光伏支架主要有固定倾角支架、倾角可调支架和自动跟踪支架几种。目前,在分布式光伏发电系统中,以固定倾角支架和倾角可调支架的应用最为广泛。

(8)、光伏发电系统附属设施

光伏发电系统的附属设施包括系统运行的监控和检测系统、防雷接地系统等。监控检测系统是全面监控光伏发电系统的运行状况,包括光伏组件的运行状况,逆变器的工作状态,光伏方阵的电压、电流数据,发电输出功率,电网电压频率以及太阳辐射数据等,并可以通过有线或无线网络的远程连接进行监控,通过计算机、手机等终端设备获得数据。

(9)、储能蓄电池

储能蓄电池主要用于离网光伏发电系统和带储能装置的并网光伏发电系统中,其作用主要是存储光伏电池发出的电能,并可随时向负载供电。光伏发电系统对蓄电池的基本要求是:自放电率低,使用寿命长,充电效率高,深放电能力强,工作温度范围宽,少维护或免维护以及价格低廉。

特储能(福建)集团有限公司,成立于2019年8月份,是一家专业从事分布式光伏电站、汽车充电站、光伏储能、储能应用等新能源项目的全流程的咨询、开发、投融资、设计、建设和运维、碳托管服务为一体的综合性平台公司。

第3个回答  2023-06-27
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知态力,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【nnze.cn/articles/615729.html】
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