太陽能光伏發(fā)電原理與柴油發(fā)電機發(fā)電比哪個好?
一、太陽能光伏發(fā)電原理介紹
光生伏打效應在液體和固體物質(zhì)中都會發(fā)生,但是只有固體在太陽光照射下的光電轉(zhuǎn)換效率較高。利用光生伏打效應原理制成晶體硅太陽能電池,可將太陽的光能直接轉(zhuǎn)換成為電能。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)和核心器件。太陽能轉(zhuǎn)換成為電能的過程主要包括3個步驟:
(1)太陽能電池吸收一定能量的光子后,半導體內(nèi)產(chǎn)生電子一空穴對,稱為“光生載流子”,兩者的電極性相反,電子帶負電,空穴帶正電。
(2)電極性相反的光生載流子被半導體PN結(jié)所產(chǎn)生的靜電場分離開。
(3)光生載流電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極收集,并在外電路中產(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。當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量傳遞給硅原子,使電子發(fā)生躍遷,成為自由電子,在PN結(jié)兩側(cè)集聚形成電位差。當外部電路接通時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的實質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。
在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,系統(tǒng)的總效率η由太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負載的效率等決定。目前,太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率只有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)的單位功率造價,是太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點和難點。
二、太陽能光伏發(fā)電與柴油發(fā)電機發(fā)電哪個好?
太陽能光伏發(fā)電機有這些劣勢:1、地理分布、季節(jié)變化、晝夜交替會嚴重影響其發(fā)電量,當沒有太陽的時候就不能發(fā)電或者發(fā)電量很小,這就會影響用電設(shè)備的正常使用;2、能量的密度低,當大規(guī)模使用的時候,占用的面積會比較大,而且會受到太陽輻射強度的影響;3、光伏系統(tǒng)的造價還比較高,系統(tǒng)成本40000~60000元/kW,初始投資高嚴重制約了其廣泛應用;4、年發(fā)電時數(shù)較低,平均1300 h;5、精準預測系統(tǒng)發(fā)電量比較困難。
柴油發(fā)電機有不受環(huán)境地域影響,體積小占用空間小,成本低經(jīng)濟性能高,維修保養(yǎng)方便,操作簡單等優(yōu)勢,因此被廣泛用于工業(yè),農(nóng)業(yè),消防,軍用等多個領(lǐng)域,是我們理想的電力及動力設(shè)備。
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