1.太陽能的發電過程
光伏發電,其基本原理就是“光伏效應”。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。
白天采用高能vcz晶體發電板和太陽光互感對接和全天候24小時接收風能發電互補,通過全自動接收轉換柜接收,直接滿足所有家電用電需求。并通過國家信息產業化學物理電源產品質量監督檢驗中心檢測合格。
光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。有了電壓,就像筑高了大壩,如果兩者之間連通,就會形成電流的回路。
光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。硅原子有4個電子,如果在純硅中摻入有5個電子的原子如磷原子,就成為帶負電的N型半導體;若在純硅中摻入有3個電子的原子如硼原子,形成帶正電的P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后,空穴由N極區往P極區移動,電子由P極區向N極區移動,形成電流。
多晶硅經過鑄錠、破錠、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形成P-N結。然后采用絲網印刷,將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經過燒結,同時制成背電極,并在有柵線的面涂一層防反射涂層,電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設備,就可以組成發電系統。為了將直流電轉化交流電,需要安裝電流轉換器。發電后可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網。發電系統成本中,電池組件約占50%,電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外 50%。
2.太陽能發電過程
太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為:
(一)太陽能電池板:太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本;
(二)太陽能控制器:太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態,并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項;
(三)蓄電池:一般為鉛酸電池,小微型系統中,也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來,到需要的時候再釋放出來。
(四)逆變器:在很多場合,都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能,需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合,需要使用多種電壓的負載時,也要用到DC-DC逆變器,如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能(注意,不是簡單的降壓)。
3.太陽能發電系統的簡易制作
所需材料: 6V或12V單晶硅太陽能發電板若干(10-50塊,根據需求自由增減) 6V或12V免維護蓄電池2個 220V逆變器一個 好了就這么簡單。
第一步:我們把太陽能發電板分成兩組,如果是6V的發電板首先讓兩塊串聯起來把電壓升高到12V,其他的同樣先兩塊兩塊串聯起來,再把串聯好的小組并聯起來增大發電組的電流。最后把安裝好的發電板組固定到鐵片上,并把兩組發電組安裝到不同的方位(為了更好得吸收太陽光線。
低成本的情況下我們無法制作太陽跟蹤系統,并且制作難度稍微高一些)。 第二步:把發電組的電極引線連接到蓄電池的正負極,這樣蓄電池就得到了源源不斷的充電能源了(如果為了蓄電池的使用壽命,可以加裝過充或過放保護系統)。
然后把兩組蓄電池并聯起來,提高電池組電流。 第三步:接下來我們就要把12V直流電轉換成我們家電可以使用的220V交流電了。
這就需要借助逆變器的幫助。把蓄電池組的電源引線接到220V逆變器上。
最后,待充足的陽光照射轉換后,那么這個時候把電源接到逆變器上就可以點亮家里的照明設備了。 這套系統的靈活性非常高,所以您可以任意的增加太陽能發電板和蓄電池組就可以獲取更多的能源,哪有您的電腦,電視,冰箱甚至是空調都可以通過太陽能進行工作了。
您現在可能會問,這些東西貴不貴啊,到哪里可以買到。這個就不用問我了,去淘寶網搜索下,你就知道了。
整套系統下來應該可以控制到一千元之內。當然需求不同價格也不一樣了。
目前市面上已經有直接做好的系統。只要買回來安裝就可以使用了。
4.光伏發電的發展過程
早在1839年,法國科學家貝克雷爾(Becqurel)就發現,光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。
這種現象后來被稱為“光生伏特效應”,簡稱“光伏效應”。1954年,美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池,誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術。
20世紀70年代后,隨著現代工業的發展,全球能源危機和大氣污染問題日益突出,傳統的燃料能源正在一天天減少,對環境造成的危害日益突出,同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變人類的能源結構,維持長遠的可持續發展。
太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。
太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦時,假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能,轉變率5%,每年發電量可達5.6*1012千瓦小時,相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優勢,20世紀80年代后,太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規模也逐步擴大。
20世紀90年代后,光伏發電快速發展,到2006年,世界上已經建成了10多座兆瓦級光伏發電系統,6個兆瓦級的聯網光伏電站。美國是最早制定光伏發電的發展規劃的國家。
1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃,到2003年日本光伏組件生產占世界的50%,世界前10大廠商有4家在日本。
而德國新可再生能源法規定了光伏發電上網電價,大大推動了光伏市場和產業發展,使德國成為繼日本之后世界光伏發電發展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國,也紛紛制定光伏發展計劃,并投巨資進行技術開發和加速工業化進程。
世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長率約15%。20世紀90年代后期,發展更加迅速,1999年光伏組件生產達到200兆瓦。
商品化電池效率從10%~13%提高到13%~15%,生產規模從1~5兆瓦/年發展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴大。光伏組件的生產成本降到3美元/瓦以下。
2011年,全球光伏新增裝機容量約為27.5GW,較上年的18.1GW相比,漲幅高達52%,全球累計安裝量超過67GW。全球近28GW的總裝機量中,有將近20GW的系統安裝于歐洲,但增速相對放緩,其中意大利和德國市場占全球裝機增長量的55%,分別為7.6GW和7.5GW。
2011年以中日印為代表的亞太地區光伏產業市場需求同比增長129%,其裝機量分別為2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趨成熟的北美市場,新增安裝量約2.1GW,增幅高達84%。
其中中國是全球光伏發電安裝量增長最快的國家,2011年的光伏發電安裝量比2010年增長了約5倍,2011年電池產量達到20GW,約占全球的65%。截至2011年底,中國共有電池企業約115家,總產能為36.5GW左右。
其中產能1GW以上的企業共14家,占總產能的53%;在100MW和1GW之間的企業共63家,占總產能的43%;剩余的38家產能皆在100MW以內,僅占全國總產能的4%。規模、技術、成本的差異化競爭格局逐漸明晰。
國內前十家組件生產商的出貨量占到電池總產量的60%。在今后的十幾年中,中國光伏發電的市場將會由獨立發電系統轉向并網發電系統,包括沙漠電站和城市屋頂發電系統。
中國太陽能光伏發電發展潛力巨大,配合積極穩定的政策扶持,到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦,年發電量可達1300億千瓦時,相當于少建30多個大型煤電廠。國家未來三年將投資200億補貼光伏業,中國太陽能光伏發電又迎來了新一輪的快速增長,并吸引了更多的戰略投資者融入到這個行業中來。
2015年上半年,全國累計光伏發電量190億千瓦時。 2015年9月7日,江蘇省首個供電所光伏發電項目在南京市浦口區正式并網運行,農村居民也用上了“綠色電”。
接下來光伏發電項目將在農村變電所推廣。 2015年11月,安徽省來安縣全面啟動鄉村光伏發電項目,11個美好鄉村“空殼村”裝機容量為60KW以上的光伏電站進入招標程序。
據初步估算,并網發電后各村每年能提供72000KWh清潔電能,村級集體經濟能增收5萬元以上。 2015年1-6月,全國新增光伏發電裝機容量773萬千瓦,截至2015年6月底,全國光伏發電裝機容量達到3578萬千瓦。
自2013年起,光伏發電連續3年新增裝機容量超過1000萬千瓦;截至2015年底,光伏發電累計裝機容量達到約4300萬千瓦,超過德國成為全球第一。此外,光伏產業正發力“走出去”。
國家能源局數據顯示,2015年光伏電池及組件出口量達到2500萬千瓦以上,出口額達到144億美元。
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