了解光热,记住光热光伏发电、光热发电,都是利用太阳能发电,差别在于,利用的原理不同。
光生伏应是太阳能光伏发电的基本原理,而太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体。太阳能电池是一种含有P-N结的半导体材料,P-N结可以吸收太阳光,并在内部建立电场,当在电场两侧接入一定的负载时,负载上就会产生电流,整个过程就是太阳能光伏发电的基本原理。
而太阳能光热发电的原理是,通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置,利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体),再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。
简要来说,太阳能光热发电分为三个环节,集热环节、利用太阳能加热导热介质、通过导热介质带动发动机发电。而相应的针对各个环节,都有不同的方法进行科学的不断尝试来形成设计,如:集热环节主要有槽式、塔式、碟式、涅菲尔式等4种;导热工质一般采用水、 矿物油或者熔盐;可通过水蒸汽朗肯循环、CO2布雷顿循环或者斯特林发动机等发电。
太阳能光伏发电原理
光生伏打效应在液体和固体物质中都会发生,但是只有固体(尤其是半导体PN结器件)在太阳光照射下的光电转换效率较高。利用光生伏打效应原理制成晶体硅太阳能电池,可将太阳的光能直接转换成为电能。太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能光伏发电系统的基础和器件。太阳能转换成为电能的过程主要包括3个步骤:
(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生电子一空穴对,称为“光生载流子”,两者的电极性相反,电子带负电,空穴带正电。
(2)电极性相反的光生载流子被半导体PN结所产生的静电场分离开。
(3)光生载流电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极收集,并在外电路中产生电流,从而获得电能。
太阳能光伏发电原理如下图所示。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给硅原子,使电子发生跃迁,成为自由电子,在PN结两侧集聚形成电位差。当外部电路接通时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。
目前,太阳能光伏发电系统主要应用于以下3个大的方面。
(1)为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,为微波中继站和移动电话提供电源等。
(2)太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等。
(3)并网发电,即接入。我国光伏并网发电已经很成熟了,从2013年开始,国家出台了一系列的光伏发电促进政策,鼓励有条件的地区工商业和户用、公共建筑等建设光伏发电设施。
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