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光伏发电原理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。[1] 光生伏特效应如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发, 以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前, 将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的 N 区和空穴向带负电的P 区运动。通过界面层的电荷分离,将在 P 区和 N 区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说, 开路电压的典型数值为 ~ 。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多, 电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。[2] 编辑本段原理太阳光照在半导体 p-n 结上,形成新的空穴- 电子对,在 p-n 结电场的作用下,空穴由 n区流向 p区, 电子由 p 区流向 n区, 接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式, 一种是光—热—电转换方式, 另一种是光—电直接转换方式。(1)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。(2)光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件, 是一个半导体光电二极管, 当太阳光照到光电二极管上时, 光电二极管就会把太阳的光能变成电能, 产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源, 具有永久性、清洁性和灵活性三大优点. 太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。[3] 光伏发电优缺点与常用的发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要体现在: 太阳能发电被称为最理想的新能源。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。以目前的科学技术来讲,利用太阳能来发电,设备成本高,却太阳能利用率较低, 不能广泛应用,目前主要用在一些特殊环境下,如卫星等。[3] 一、光伏逆变器简介逆变器又称电源调整器, 根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器, 根据有
