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太陽能發(fā)電的原理是什么?

2023-02-28 21:36:16 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量:795 評(píng)論 (0)
太陽能發(fā)電的原理是什么?太陽能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。…

太陽能發(fā)電的原理是什么?

太陽能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。
當(dāng)光線照射太陽能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。

光伏發(fā)電原理是?

太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對(duì),在p-n結(jié)電場的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。

太陽能原理?

太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽內(nèi)部進(jìn)行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng),不停地釋放出巨大的能量,并不斷向宇宙空間輻射能量,這種能量就是太陽能。太陽內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng),可以維持幾十億至上百億年的時(shí)間。太陽向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為kW的輻射值,其中20億分之一到達(dá)地球大氣層。到達(dá)地球大氣層的太陽能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其余的到達(dá)地球表面,其功率為800000億kW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等等。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

人類對(duì)太陽能的利用有著悠久的歷史。我國早在兩千多年前的戰(zhàn)國時(shí)期,就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點(diǎn)火;利用太陽能來干燥農(nóng)副產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)代,太陽能的利用已日益廣泛,它包括太陽能的光熱利用,太陽能的光電利用和太陽能的光化學(xué)利用等。太陽能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源利用方式。

使用太陽電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能,使用太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電,利用太陽能進(jìn)行海水淡化。現(xiàn)在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。


【原理】
太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1367w/㎡。地球赤道的周長為40000km,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2,地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102000TW 的能量,人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外),雖然太陽能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時(shí)而變,這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一,但已高達(dá)173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費(fèi)使用,又無需運(yùn)輸,對(duì)環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài),使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

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