太阳能是如何发电的?
发布日期:2023-08-17 15:17 浏览次数:
太阳能发电是一种光伏效应的应用,它是将太阳光直接转换为电力的过程。这种转换是由于半导体材料中的电荷载体在吸收光子(太阳光中的基本粒子)后产生的电子和空穴的移动。
太阳能电池板由多个太阳能电池组成,这些电池通常是硅基的。每个太阳能电池都包含两层硅:一层是N型硅,它有额外的电子;另一层是P型硅,它有额外的空穴。当太阳光照射在太阳能电池上时,光子会撞击N型硅层中的电子,将电子“激发”出其原先的位置,产生电子-空穴对。
这些“激发”后的电子会通过一个外部电路移动到P型硅层,途中会做功,如驱动电动机或充电电池。当电子到达P型硅层后,它会找到一个空穴并“填入”其中,然后返回N型硅层,形成一个闭合的电路。
这就是太阳能电池如何将太阳光直接转换为电力的基本原理。当然,真实的太阳能电池板比这个简化的模型更复杂,它们包含了许多增效和保护设备,如反射镜、集光器、冷却系统、大功率点跟踪器(MPPT)等。
太阳能发电的优缺点
优点
太阳能发电被称为理想的新能源。①无枯竭危险;②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。以如今的科学技术来讲,利用太阳能来发电,设备成本高,太阳能利用率却较低,不能广泛应用,主要用在一些特殊环境下,如卫星等