新能源發(fā)電及其應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-25 04:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 受到抑制的太陽(yáng)能集聚工程。它可以兼作太陽(yáng)集熱器和儲(chǔ)熱器, 并且構(gòu)造簡(jiǎn)單, 操作方便,宜于大規(guī)模開發(fā),所以近年來得到快速發(fā)展。太陽(yáng)池發(fā)電的突出優(yōu)點(diǎn), 一是建造發(fā)電站的成本較低,幾乎無需使用價(jià)格昂貴的不銹鋼、 玻璃等材料,只需要一處淺水池和發(fā)電設(shè)備即可。二是由于它能夠儲(chǔ)存大量的熱能, 再利用池中特定介質(zhì)汽化后相互對(duì)流產(chǎn)生的能量推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電,所以對(duì)光照的強(qiáng)度要求不高,即便是在夜晚和陰雨雪天也能照常進(jìn)行工作。太陽(yáng)池的應(yīng)用也有一定的局限性:一是在高緯度地區(qū), 只能水平設(shè)置的太陽(yáng)池接收的太陽(yáng)輻射較少。二是在某些有地下流動(dòng)含水層的地區(qū),如果太陽(yáng)池發(fā)生泄露, 會(huì)造成水源污染和嚴(yán)重的熱損失。 三是大型太陽(yáng)池只能建造在土壤貧瘠又無礦藏的地區(qū),以免占用耕地、 影響開礦以及引起生態(tài)環(huán)境和地球物理方面的變化[ 1]。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電半導(dǎo)體在太陽(yáng)光照射下產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象被稱為光伏效應(yīng)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。一套基本的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能光伏板、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成，下面對(duì)各部分的功能做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹: 太陽(yáng)能光伏板太陽(yáng)光伏板的作用是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，供負(fù)載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。太陽(yáng)能光伏板一般又分為:單晶硅電池光伏板、多晶硅電池光伏板和非晶硅光伏板。這些光伏板因?yàn)榻M成的不同因而具有不同的外觀和發(fā)電效率，它們的特點(diǎn)為: 單晶硅光伏電池:表面規(guī)則穩(wěn)定，通常為黑色。電池形狀為lOcm～15cm的方形或圓形單元。效率約為14%～17%。 多晶硅光伏電池:結(jié)構(gòu)清晰，通常呈藍(lán)色，晶狀結(jié)構(gòu)形成美麗的圖案。電池的尺寸可任意裁剪，可以無固定的大小單元。效率約為12%～14%。 非晶硅光伏電池:具有透光性，透光度可從5%～75%，當(dāng)然，隨著透光性的增加，光電池的轉(zhuǎn)化效率會(huì)隨著下降，運(yùn)用到建筑上的最理想的透光度為25%。效率約為5%～7% 。 充電控制器 在不同類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，充電控制器不盡相同，其功能多少及復(fù)雜程度差別很大，這需根據(jù)系統(tǒng)的要求及重要程度來確定。充電控制器主要由電子元件、儀表、繼電器、開關(guān)等組成。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。如果用戶使用直流負(fù)載，通過充電控制器還能為負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電(由于天氣的原因，太陽(yáng)電池方陣發(fā)出的直流電的電壓和電流不是很穩(wěn)定)。 逆變器 逆變器的作用就是將太陽(yáng)能電池方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電，供給交流負(fù)載使用。 蓄電池組蓄電池組是將太陽(yáng)能光伏方陣發(fā)出直流電貯藏起來，供負(fù)載使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，除了供給負(fù)載用電外，還對(duì)蓄電池充電。在冬天日照量少，這部分貯存的電能逐步放出。白天太陽(yáng)能電池方陣給蓄電池充電，(同時(shí)方陣還要給負(fù)載用電)，晚上負(fù)載用電全部由蓄電池供給。因此，要求蓄電池的自放電要小，而且充電效率要高，同時(shí)還要考慮價(jià)格和使用是否方便等因素。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池和硅膠蓄電池，要求較高的場(chǎng)合也有價(jià)格比較昂貴的鎳鍋蓄電池。 太陽(yáng)能電池 太陽(yáng)能電池的原理基十半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能降。在晶體中電子的數(shù)目總是與核電荷數(shù)相一致，所以p型硅和n型硅對(duì)外部來說是電中性的。如果將p型硅或n型硅放在陽(yáng)光下照射，僅是被加熱，外部看不出變化。盡管光的能量通過電子從化學(xué)鍵中被釋放，由此產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，但在很短的時(shí)間內(nèi)(在微秒范圍內(nèi))電子又被捕獲，即電子和“空穴”“復(fù)合”。當(dāng)p型材料和n型材料相接，將在晶體中p型和n型材料之間形成界面，即pn結(jié)。此時(shí)在界面層n型材料中的自由電子和P型材料中的空穴相對(duì)應(yīng)。由十正負(fù)電荷之間的吸引力，在界面層附近n型材料中的電子擴(kuò)散到P型材料中，并且將在原子作用力允許范圍內(nèi)，與P型材料中的電子缺乏實(shí)現(xiàn)平衡。與此相反，空穴擴(kuò)散到n型材料中與自由電子復(fù)合。這樣在界面層周圍形成一個(gè)無電荷區(qū)域。在之前P型材料和n型材料是電中性的，這樣通
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