太陽能發(fā)電原理及應用



（一）太陽能電池是如何工作的？

晶體硅ｎ/ｐ型太陽電池的工作原理：當ｐ型半導體與ｎ型半導體緊密結合連成一塊時，在兩者的交界面處就形成ｐ－ｎ結。當光電池被太陽光照射時，在ｐ－ｎ結兩側(cè)形成了正、負電荷的積累，產(chǎn)生了光生電壓，形成了內(nèi)建電場，這就是“光生伏打效應”。從理論上講，此時，若在內(nèi)建電場的兩側(cè)面引出電極并接上適當負載，就會形成電流，負載上就會得到功率。太陽能電池組件就是利用半導體材料的電子學特性實現(xiàn)Ｐ－Ｖ轉(zhuǎn)換的固體裝置。

（二）太陽能系統(tǒng)基本組成

如上圖所示，太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件、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。

（三）各部分的作用為：

太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。

太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，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?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關、時控開關都應當是控制器的可選項。

蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)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(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

逆變器：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(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。效率是選購逆變器時的重要標準之一。效率越高，意味著在將光電組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的過程中產(chǎn)生的電量損耗就越少。可以這樣說，逆變器的質(zhì)量決定了發(fā)電系統(tǒng)的效益，它是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心。
（四）太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設計需要考慮的主要因素：

太陽能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用？該地日光輻射情況如何？

系統(tǒng)的負載功率多大？

系統(tǒng)的輸出電壓和頻率是多少，直流還是交流？

系統(tǒng)每天需要工作多少小時？

如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天？

負載的情況，電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？

系統(tǒng)圖解

系統(tǒng)圖解
太陽能發(fā)電應用領域