太陽能是如何將光能轉換成電能的,太陽能電池板是如何將光能轉為電能的

2021-05-27 17:57:43 字數 6261 閱讀 6981

1樓:匿名使用者

陽能copy電池發電原理:

太陽能電bai池是一對光有響應並du能將光能轉換成電zhi力的器件。dao能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。

它們的發電原理基本相同,現以晶體為例描述光發電過程。p型晶體矽經過摻雜磷可得n型矽,形成p-n結。

當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了越遷,成為自由電子在p-n結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

照射在地球上的太陽能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽能,便足以供全球人類一年能量的消費。可以說,太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對乾淨,不產生公害。

所以太陽能發電被譽為是理想的能源。

太陽能電池板是如何將光能轉為電能的~?

2樓:滋小味

太陽能發電

方式太陽能發電有兩種方式,一種是光

—熱—電轉換方式,另一種是回光—電直接轉換方答式。

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。

(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

3樓:匿名使用者

學過高中化學的bai人都du會知道原子是zhi有原子核和電子

dao組成的,其中的電子是內不停的繞原子核運動的容,也是不穩定的,只要很小的能量就可以使電子偏離原有的電子運動軌道。

太陽能電池的原理就是利用太陽光的能量照射到組成電池板的原子上,使原子中的電子發生定向移動,從而產生電勢也就是電壓,如果有導線連線高電勢和低電勢的話就會產生電流,就是通常說的電能。

太陽能如何轉化為電能?轉化過程是如何?

4樓:雨中漫步

太陽能電池發電原理:

太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。

它們的發電原理基本相同,現以晶體為例描述光發電過程。p型晶體矽經過摻雜磷可得n型矽,形成p-n結。

當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了越遷,成為自由電子在p-n結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

照射在地球上的太陽能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽能,便足以供全球人類一年能量的消費。可以說,太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對乾淨,不產生公害。

所以太陽能發電被譽為是理想的能源。

此圖根據蒲提斯的太陽系形成理論,太陽向宇宙空間輻射出巨的光熱能量。

從太陽能獲得電力,需通過大陽電池進行光電變換來實現。它同以往其他電源發電原理完全不同,具有以下特點:1無枯竭危險;2絕對乾淨(無公害);3不受資源分佈地域的限制;4可在用電處就近發電;5能源質量高;6使用者從感情上容易接受;7獲取能源花費的時間短。

不足之處是:1照射的能量分佈密度小,即要佔用巨大面積;2獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。但總的說來,瑕不掩瑜,作為新能源,太陽能具有極大優點,因此受到世界各國的重視。

要使太陽能發電真正達到實用水平,一是要提高太陽能光電變換效率並降低其成本,二是要實現太陽能發電同現在的電網聯網。

目前,太陽電地主要有單晶矽、多晶矽、非晶態矽三種。單晶矽太陽電池變換效率最高,已達20%以上,但**也最貴。非晶態矽太陽電池變換效率最低,但**最便宜,今後最有希望用於一般發電的將是這種電池。

一旦它的大面積元件光電變換效率達到10%,每瓦發電裝置**降到1-2美元時,便足以同現在的發電方式競爭。估計本世紀末便可達到這一水平。

當然,特殊用途和實驗室中用的太陽電池效率要高得多,如美國波音公司開發的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽電地,光電變換效率可達36%,快趕上了燃煤發電的效率。但由於它太貴,目前只能限於在衛星上使用。

5樓:匿名使用者

一、太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

(1) 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍.

一座1000mw的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kw的投資為2000~2500美元。因此,目前只能小規模地應用於特殊的場合,而大規模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

6樓:匿名使用者

太陽電池的工作原理是基於半導體的光伏效應。當太陽光照射到電池上時,電池吸收光能產生光生電子—空穴對,在電池內建電場vb的作用下,光生電子和空穴被分離,空穴漂移到p邊,電子漂移到n邊,形成光生電動勢vl, vl 與內建電勢vb相反,當vl = vb時,達到平衡; il = 0, vl達到最大值,稱之為開路電壓voc ; 當外電路接通時,則形成最大光電流,稱之為短路電流isc,此時vl= 0;當外電路加入負載時,則維持某一光電壓vl和光電流il。

太陽能轉化成電能的原理

7樓:想吃小孩

太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

太陽能熱水器分類:

1、從集熱部分來分:玻璃真空管太陽能熱水器和平板型太陽能熱水器。

2、從結構來分類:緊湊式太陽能熱水器和分體式熱水器。

3、從水箱受壓來分: 承壓式太陽能熱水器和非承壓式太陽能熱水器。

太陽能的工作原理:

太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們在生活、生產中對熱水的使用需求。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器。真空管式太陽能熱水器為多數,佔據國內95%的市場份額。

真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關附件組成。把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產生微迴圈而達到所需熱水。

8樓:匿名使用者

太陽能發電

有兩大型別:一類是太陽光發電(亦稱太陽能光發電),另一類是太陽熱發電(亦稱太陽能熱發電)。

(1)太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式,在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。

(2)太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能,再將熱能轉化成電能,它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能,如半導體或金屬材料的溫差發電,真空器件中的熱電子和熱電離子發電,鹼金屬熱電轉換,以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發電機發電,與常規熱力發電類似,只不過是其熱能不是來自燃料,而是來自太陽能。

9樓:豔陽高照的午後

太陽能發電

太陽能的能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能),是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量,人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來後,再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。

太陽能發電有兩大型別:一類是太陽光發電(亦稱太陽能光發電),另一類是太陽熱發電(亦稱太陽能熱發電)。

太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式,在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。

太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能,再將熱能轉化成電能,它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能,如半導體或金屬材料的溫差發電,真空器件中的熱電子和熱電離子發電,鹼金屬熱電轉換,以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發電機發電,與常規熱力發電類似,只不過是其熱能不是來自燃料,而是來自太陽能。

結構原理

太陽能發電是利用電池元件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池元件(solar cells)是利用半導體材料的電子學特性實現p-v轉換的固體裝置,在廣大的無電力網地區,該裝置可以方便地實現為使用者照明及生活供電,一些發達國家還可與區域電網併網實現互補。目 前從民用的角度,在國外技術研究趨於成熟且初具產業化的是"光伏--建築(照明)一體化"技術,而國內主要研究生產適用於無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。

太陽能發電系統主要包括:太陽能電池元件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、使用者即照明負載等組成。其中,太陽能電池元件和蓄電池為電源系統,控制器和逆變器為控制保護系統,負載為系統終端。

太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元,因此蓄電池效能直接影響著系統工作特性。

電池單元

由於技術和材料原因,單一電池的發電量是十分有限的,實用中的太陽能電池是單一電池經串、並聯組成的電池系統,稱為電池元件(陣列)。單一電池是一隻矽晶體二極體,根據半導體材料的電子學特性,當太陽光照射到由p型和n型兩種不同導電型別的同質半導體材料構成的p-n結上時,在一定的條件下,太陽能輻射被半導體材料吸收,在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於p-n結勢壘區存在著較強的內建靜電場,因而能在光照下形成電流密度j,短路電流isc,開路電壓uoc。

若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載,理論上講由p-n結、連線電路和負載形成的迴路,就有"光生電流"流過,太陽能電池元件就實現了對負載的功率p輸出。

理論研究表明,太陽能電池元件的峰值功率pk,由當地的太陽平均輻射強度與末端的用電負荷(需電量)決定。

儲存單元

太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存,蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的,但其容量要受到末端需電量,日照時間(發電時間)的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。

控制器控制器的主要功能是使太陽能發電系統始終處於發電的最大功率點附近,以獲得最高效率。而充電控制通常採用脈衝寬度調製技術即pwm控制方式,使整個系統始終執行於最大功率點pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障,如電池開路或接反時切斷開關。

目 前日立公司研製出了既能跟蹤調控點pm,又能跟蹤太陽移動引數的"向日葵"式控制器,將固定電池元件的效率提高了50%左右。

逆變器逆變器按激勵方式,可分為自激式振盪逆變和他激式振盪逆變。主要功能是將蓄電池的直流

電逆變成交流電。通過全橋電路,一般採用spwm處理器經過調製、濾波、升壓等,得到與照

明負載頻率f,額定電壓un等匹配的正弦交流電供系統終端使用者使用。

發電系統反充二極體

太陽能光伏發電系統的防反充二極體又稱阻塞二極體,在太陽電池元件中其作用是避免由於太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發電或出現短路故障時,擂電池組通過太陽電池方陣放電。防反充二極體串聯在太陽電池方陣電路中,起單向導通作用。因此它必須保證迴路中有最大電流,而且要承受最大反向電壓的衝擊。

一般可選用合適的整流二極體作為防反充二極體。一塊板的話可以不用任何二極體,因為控制器本來就可防反衝。板子串聯的話,需要安裝旁路二極體,如果是並聯的話就要裝個防反衝二極體,防止板子直接衝電。

防反充二極體只是保護作用,不會影響發電效果。

發電原理

太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。

它們的發電原理基本相同,現以晶體矽為例描述光發電過程。p型晶體矽經過摻雜磷可得n型矽,形成p-n結。

當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了躍遷,成為自由電子在p-n結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

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