從太陽能是什么到太陽能應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，我相信很多人對太陽能有了大致的了解，下面江蘇光伏發(fā)電設(shè)備談?wù)勌柲茉诠夥l(fā)電中的應(yīng)用技術(shù)，主要有兩個方面:原理及其優(yōu)點。
地面集中太陽能發(fā)電應(yīng)用
1. 太陽能光伏發(fā)電原理
光伏效應(yīng)存在于液體和固體材料中，但只有固體(尤其是半導(dǎo)體PN結(jié)器件)在陽光下具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。光伏效應(yīng)制成的晶體硅太陽能電池可以直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池，又稱光伏電池，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心設(shè)備。太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程主要包括三個步驟:
(1)太陽能電池吸收一定能量的光子后，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對，稱為“光生載流子”。兩者的電極性相反，電子帶負電荷，空穴帶正電荷。
(2)通過半導(dǎo)體PN結(jié)產(chǎn)生的靜電場將光相反的載流子分離。
(3)太陽能電池的正極和負極分別收集光生載流電子和空穴，在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。
太陽能光伏發(fā)電原理如下圖所示。當光照表面的太陽能電池,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量是轉(zhuǎn)移到硅原子,使電子躍遷,成為自由電子,積累兩岸的PN結(jié)形成電位差。當外部電路接通時，在這個電壓的作用下，會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的本質(zhì)是把光子能量轉(zhuǎn)換成電能。
(圖)太陽能光伏發(fā)電
在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率由太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率、控制器效率、電池效率、逆變器效率和負載效率決定。目前，太陽能電池的光伏轉(zhuǎn)換效率僅為17%左右。因此，提高太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率，降低太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的單位發(fā)電成本，是太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點和難點。自太陽能電池問世以來，晶體硅作為主要材料一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。目前，硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的研究主要集中在增加能量吸收面(如利用雙面電池降低反射)，利用雜質(zhì)吸收技術(shù)和鈍化工藝提高硅太陽能電池、超薄電池的轉(zhuǎn)換效率等方面。
目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于以下三個方面。
(1)為無電場合供電，主要為廣大無電地區(qū)居民的生活生產(chǎn)提供電力，為微波中繼站、手機基站等提供電力。
(2)太陽能日用電子產(chǎn)品，如各種太陽能充電器、太陽能路燈、太陽能草坪燈等。
(3)并網(wǎng)發(fā)電，即接入國家電網(wǎng)。中國的光伏發(fā)電已經(jīng)非常成熟。2013年以來，中國出臺了一系列光伏發(fā)電促進政策，鼓勵有條件的工業(yè)、商業(yè)、家庭和公共建筑建設(shè)光伏發(fā)電設(shè)施。
可再生能源
2. 太陽能發(fā)電的優(yōu)點
通過對生物質(zhì)能源、水能、風能、太陽能等常見新能源的對比分析，我們可以清楚地看到太陽能具有以下獨特的優(yōu)勢。
(1)光伏發(fā)電具有經(jīng)濟優(yōu)勢。
太陽能利用的經(jīng)濟性可以從兩個方面看:第一，太陽能是取之不盡用之不竭的，而且在接收太陽能的時候是不征稅的。其次，在目前的技術(shù)發(fā)展水平下，一些太陽能的利用是經(jīng)濟的。隨著科學技術(shù)的發(fā)展以及人類對太陽能技術(shù)開發(fā)利用的突破，太陽能利用的經(jīng)濟性將更加明顯。如果說20世紀是石油的世紀，那么21世紀就是可再生能源的世紀(太陽能的世紀)。
從太陽能光伏電站建設(shè)成本,太陽能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用和推廣,尤其是在晶體硅產(chǎn)業(yè)的上游和光伏發(fā)電技術(shù)越來越成熟,建筑屋頂、外墻復(fù)合開發(fā)平臺,每千瓦太陽能光伏發(fā)電建設(shè)成本越來越低,與其他可再生能源相比具有相同的經(jīng)濟優(yōu)勢，并且隨著國家政策的實施平價，它得到了更廣泛的推廣。
太陽能是一種取之不盡的可再生能源。
據(jù)測算，太陽能到達地球表面或一年內(nèi)的標準煤總量約為1.892 x10 ^ 24噸，是目前世界主要能源探明儲量的1萬倍。太陽是至少40億年的生命,相對于人類歷史,太陽能可以提供地球可以說是無限的時間,這決定了太陽能的開發(fā)和利用將是最有效的方法來解決傳統(tǒng)能源的缺乏,疲憊。
(3)對環(huán)境無污染。
太陽能與風能、潮汐能等清潔能源一樣，在開發(fā)利用過程中幾乎不產(chǎn)生任何污染，其儲量是無限的，是人類理想的替代能源。由于傳統(tǒng)的化石燃料(煤、石油和天然氣)去除大量的有毒、有害物質(zhì)在使用過程中,會導(dǎo)致嚴重的污染水、土壤和大氣、溫室效應(yīng)和酸雨的形成,嚴重危害人類的生存環(huán)境和健康,因此需要開發(fā)新的更清潔的替代能源,而太陽能作為一種理想的清潔能源,正在越來越多地關(guān)注世界上所有的國家。
江蘇光伏發(fā)電廠家排名從目前各種發(fā)電方式的碳排放速率(g/kW·h)來看，不計算上游環(huán)節(jié):煤炭發(fā)電275g/kW·h，石油發(fā)電204g/kW·h，天然氣發(fā)電181g/kW·h，風力發(fā)電20g/kW·h，太陽能光伏發(fā)電接近零排放。而且，在發(fā)電過程中，沒有廢渣、廢物、廢水、廢氣排放，沒有噪音，不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，也不會污染環(huán)境。
光伏發(fā)電是無污染的
(4)最小能量轉(zhuǎn)換。
在能量轉(zhuǎn)換方面，太陽能光伏發(fā)電直接將太陽能輻射能轉(zhuǎn)化為電能。在所有可再生能源利用中，太陽能光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)最少，直接利用率最高。一般來說，在整個生態(tài)環(huán)境的能量流中，隨著轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的增加和轉(zhuǎn)換鏈的延伸，能量損失將呈幾何級數(shù)增長，大大增加整個系統(tǒng)的建設(shè)、運行成本和不穩(wěn)定性。目前，晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率實際水平為15%-20%，實驗室最高水平已達到35%。
最經(jīng)濟、最環(huán)保。
在資源條件方面，特別是土地占用方面，生物能源和風能相對苛刻，而太陽能的利用非常靈活。太陽能光伏發(fā)電占地面積為1時，風能為太陽能的8-10倍，生物能源為100倍。就水電而言，大壩的建設(shè)往往需要淹沒數(shù)十至數(shù)百平方公里的土地。相比之下,太陽能不需要占用更多的土地,屋頂、墻面可以成為太陽能光伏發(fā)電使用的現(xiàn)場,還可以利用我國廣闊的沙漠,通過建設(shè)太陽能光伏發(fā)電基地在沙漠中,直接減少沙漠區(qū)到達地表的太陽輻射,有效降低表面溫度,減少蒸發(fā),植物的生存和生長的程度,固體和減少沙丘,并要求從本質(zhì)上要求清潔能源和可再生能源。
(6)可免費使用且無須運輸。
人類可以通過專門的技術(shù)和設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能或電能，就地加以利用，無須運輸，為人類造福。而且人類利用太陽能這一取之不盡的能源也是免費的。雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽能輻射的不均勻，但相對于其他能源來說，太陽能對地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規(guī)能源缺乏的國家和地區(qū)解決能源問題提供了美好前景。
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