太陽能發電機是怎麼發電的

時間 2022-04-07 05:50:53

1樓:匿名使用者

太陽能光發電

太陽能光發電是指無需通過熱過程直接將光能轉變為電能的發電方式。 它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電。 光伏發電是利用太陽能級半導體電子器件有效地吸收太陽光輻射能,並使之轉變成電能的直接發電方式,是當今太陽光發電的主流。

在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池,目前得到實際應用的是光伏電池。

光伏發電系統主要由太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成,其中太陽能電池是光伏發電系統的關鍵部分,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。太陽能電池主要分為晶體矽電池和薄膜電池兩類,前者包括單晶矽電池、多晶矽電池兩種,後者主要包括非晶體矽太陽能電池、銅銦鎵硒太陽能電池和碲化鎘太陽能電池。

單晶矽太陽能電池的光電轉換效率為15%左右,最高可達23%,在太陽能電池中光電轉換效率最高,但其製造成本高。單晶矽太陽能電池的使用壽命一般可達15年,最高可達25年。多晶矽太陽能電池的光電轉換效率為14%到16%,其製作成本低於單晶矽太陽能電池,因此得到大量發展,但多晶矽太陽能電池的使用壽命要比單晶矽太陽能電池要短。

薄膜太陽能電池是用矽、硫化鎘、砷化鎵等薄膜為基體材料的太陽能電池。薄膜太陽能電池可以使用質輕、價低的基底材料(如玻璃、塑料、陶瓷等)來製造,形成可產生電壓的薄膜厚度不到1微公尺,便於運輸和安裝。然而,沉澱在異質基底上的薄膜會產生一些缺陷,因此現有的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽能電池的規模化量產轉換效率只有12%到14%,而其理論上限可達29%。

如果在生產過程中能夠減少碲化鎘的缺陷,將會增加電池的壽命,並提高其轉化效率。這就需要研究缺陷產生的原因,以及減少缺陷和控制質量的途徑。太陽能電池介面也很關鍵,需要大量的研發投入。

太陽能熱發電

通過水或其他工質和裝置將太陽輻射能轉換為電能的發電方式,稱為太陽能熱發電。先將太陽能轉化為熱能,再將熱能轉化成電能,它有兩種轉化方式:一種是將太陽熱能直接轉化成電能,如半導體或金屬材料的溫差發電,真空器件中的熱電子和熱電離子發電,鹼金屬熱電轉換,以及磁流體發電等;另一種方式是將太陽熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發電機發電,與常規熱力發電類似,只不過是其熱能不是來自燃料,而是來自太陽能。

太陽能熱發電有多種型別,主要有以下五種:塔式系統、槽式系統、盤式系統、太陽池和太陽能塔熱氣流發電。 前三種是聚光型太陽能熱發電系統,後兩種是非聚光型。

一些發達國家將太陽能熱發電技術作為國家研發重點,製造了數十台各種型別的太陽能熱發電示範電站,已達到併網發電的實際應用水平。[1]

目前世界上現有的最有前途的太陽能熱發電系統大致可分為:槽形拋物面聚焦系統、**接受器或太陽塔聚焦系統和盤形拋物面聚焦系統。在技術上和經濟上可行的三種形式是:

30~ 80mw聚焦拋物面槽式太陽能熱發電技術(簡稱拋物面槽式);30~ 200mw點聚焦**接收式太陽能熱發電技術(簡稱**接收式);7.5~ 25kw的點聚焦拋物面盤式太陽能熱發電技術(簡稱拋物面盤式)。

聚焦式太陽能熱發電系統的傳熱工質主要是水、水蒸汽和熔鹽等,這些傳熱工質在接收器內可以加熱到攝氏450度然後用於發電。此外,該發電方式的儲熱系統可以將熱能暫時儲存數小時,以備用電高峰時之需。

拋物槽式聚焦系統是利用拋物柱面槽式發射鏡將陽光聚集到管形的接收器上,並將管內傳熱工質加熱,在熱換氣器內產生蒸汽,推動常規汽輪機發電。塔式太陽能熱發電系統是利用一組獨立跟蹤太陽的定日鏡,將陽光聚集到乙個固定塔頂部的接收器上以產生高溫。

據西安都安光伏發電公司了解除了上述幾種傳統的太陽能熱發電方式以外,太陽能煙囪發電、太陽池發電等新領域的研究也有進展。

太陽能發電是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池組件(solar cells)是利用半導體材料的電子學特性實現p-v轉換的固體裝置,在廣大的無電力網地區,該裝置可以方便地實現為使用者照明及生活供電,一些發達國家還可與區域電網併網實現互補。目 前從民用的角度,在國外技術研究趨於成熟且初具產業化的是"光伏--建築(照明)一體化"技術,而國內主要研究生產適用於無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。

太陽能發電系統主要包括:太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、使用者即照明負載等組成。其中,太陽能電池組件和蓄電池為電源系統,控制器和逆變器為控制保護系統,負載為系統終端。

太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元,因此蓄電池效能直接影響著系統工作特性。

電池單元

由於技術和材料原因,單一電池的發電量是十分有限的,實用中的太陽能電池是單一電池經串、併聯組成的電池系統,稱為電池組件(陣列)。單一電池是乙隻矽晶體二極體,根據半導體材料的電子學特性,當太陽光照射到由p型和n型兩種不同導電型別的同質半導體材料構成的p-n結上時,在一定的條件下,太陽能輻射被半導體材料吸收,在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於p-n結勢壘區存在著較強的內建靜電場,因而能在光照下形成電流密度j,短路電流isc,開路電壓uoc。

若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載,理論上講由p-n結、連線電路和負載形成的迴路,就有"光生電流"流過,太陽能電池組件就實現了對負載的功率p輸出。

理論研究表明,太陽能電池組件的峰值功率pk,由當地的太陽平均輻射強度與末端的用電負荷(需電量)決定。

儲存單元

太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存,蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的,但其容量要受到末端需電量,日照時間(發電時間)的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。

控制器控制器的主要功能是使太陽能發電系統始終處於發電的最大功率點附近,以獲得最高效率。而充電控制通常採用脈衝寬度調製技術即pwm控制方式,使整個系統始終執行於最大功率點pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障,如電池開路或接反時切斷開關。

目 前日立公司研製出了既能跟蹤調控點pm,又能跟蹤太陽移動引數的"向日葵"式控制器,將固定電池組件的效率提高了50%左右。

逆變器逆變器按激勵方式,可分為自激式振盪逆變和他激式振盪逆變。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路,一般採用spwm處理器經過調製、濾波、公升壓等,得到與照明負載頻率f,額定電壓un等匹配的正弦交流電供系統終端使用者使用。

防反充二極體

太陽能光伏發電系統的防反充二極體又稱阻塞二極體,在太陽電池元件中其作用是避免由於太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發電或出現短路故障時,擂電池組通過太陽電池方陣放電。防反充二極體串聯在太陽電池方陣電路中,起單嚮導通作用。因此它必須保證迴路中有最大電流,而且要承受最大反向電壓的衝擊。

一般可選用合適的整流二極體作為防反充二極體。一塊板的話可以不用任何二極體,因為控制器本來就可防反衝。板子串聯的話,需要安裝旁路二極體,如果是併聯的話就要裝個防反衝二極體,防止板子直接衝電。

防反充二極體只是保護作用,不會影響發電效果。

效率在太陽能發電系統中,系統的總效率ηese由電池組件的pv轉換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負載的效率等組成。但相對於太陽能電池技術來講,要比控制器、逆變器及照明負載等其它單元的技術及生產水平要成熟得多,而且系統的轉換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉換率,降低單位功率造價是太陽能發電產業化的重點和難點。

太陽能電池問世以來,晶體矽作為主角材料保持著統治地位。對矽電池轉換率的研究,主要圍繞著加大吸能面,如雙面電池,減小反射;運用吸雜技術減小半導體材料的復合;電池超薄型化;改進理論,建立新模型;聚光電池等。

2樓:

投影儀一樣依然有人羊肉湯

如何製作簡單的太陽能發電機

3樓:

這個貌似不簡單,你要用陽光聚能產生足夠熱能,熱能轉化為機械能,然後機械能轉化為電能。

4樓:鋒

太陽能發電有兩個模式:乙個是直接轉成電力,乙個是轉為熱能後發電。看你用哪種發電方式了。

直接轉成電力的話,要購買太陽能電板,充電保護裝置,蓄電池和逆變器。

5樓:匿名使用者

簡單一點的話,買個太陽能電池,對著太陽它就能發出直流電,其電壓可根據你的需要選擇購買.但這樣的電源是不穩定的,太陽光強時,電力就強,反之就弱.所以一般還要配上一台蓄電池和充電電路,如果你的負載用的是220v交流電源,那就應該再加上乙個逆變電路了.

逆變電路可以直接買

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