光(guāng)伏發(fà)电的(de)基本(běn)原理(lǐ)
光(guāng)伏發(fà)电的(de)基本(běn)原理(lǐ)
光(guāng)伏發(fà)电是什(shén)麼(me)？光(guāng)伏發(fà)电是利用半導體(tǐ)界面(miàn)的(de)光(guāng)生(shēng)伏特(tè)效應(yìng)而将光(guāng)能(néng)直(zhí)接轉(zhuǎn)變(biàn)为电能(néng)的(de)一(yī)種(zhǒng)技術(shù)，主(zhǔ)要(yào)由(yóu)太陽电池闆（組件(jiàn)）、控制器和(hé)逆變(biàn)器三大(dà)部分(fēn)組成，主(zhǔ)要(yào)部件(jiàn)由(yóu)电子元(yuán)器件(jiàn)構成。太陽能(néng)电池經(jīng)过(guò)串聯後(hòu)进行封(fēng)裝(zhuāng)保护可(kě)形成大(dà)面(miàn)積的(de)太陽电池組件(jiàn)，再配合上(shàng)功率控制器等部件(jiàn)就(jiù)形成了(le)光(guāng)伏發(fà)电裝(zhuāng)置。
光(guāng)伏發(fà)电的(de)主(zhǔ)要(yào)原理(lǐ)是半導體(tǐ)的(de)光(guāng)电效應(yìng)。光(guāng)子照射到金屬上(shàng)时(shí)，它(tā)的(de)能(néng)量(liàng)可(kě)以(yǐ)被(bèi)金屬中(zhōng)某个电子全(quán)部吸收(shōu)，电子吸收(shōu)的(de)能(néng)量(liàng)足夠大(dà)，能(néng)克(kè)服(fú)金屬內(nèi)部引力做功，离開(kāi)金屬表(biǎo)面(miàn)逃逸出来，成为光(guāng)电子。矽原子有(yǒu)4个外(wài)层(céng)电子，如(rú)果(guǒ)在(zài)純矽中(zhōng)摻入(rù)有(yǒu)5个外(wài)层(céng)电子的(de)原子如(rú)磷原子，就(jiù)成为N型半導體(tǐ)；若在(zài)純矽中(zhōng)摻入(rù)有(yǒu)3个外(wài)层(céng)电子的(de)原子如(rú)硼原子，形成P型半導體(tǐ)。當P型和(hé)N型結合在(zài)一(yī)起(qǐ)时(shí)，接觸面(miàn)就(jiù)会(huì)形成电勢差，成为太陽能(néng)电池。當太陽光(guāng)照射到P－N結後(hòu)，空(kōng)穴由(yóu)P极(jí)區(qū)往N极(jí)區(qū)移動(dòng)，电子由(yóu)N极(jí)區(qū)向(xiàng)P极(jí)區(qū)移動(dòng)，形成电流。
光(guāng)电效應(yìng)就(jiù)是光(guāng)照使不(bù)均勻半導體(tǐ)或半導體(tǐ)與(yǔ)金屬結合的(de)不(bù)同(tóng)部位(wèi)之(zhī)間(jiān)産生(shēng)电位(wèi)差的(de)現(xiàn)象(xiàng)。它(tā)首先(xiān)是由(yóu)光(guāng)子(光(guāng)波(bō))轉(zhuǎn)化(huà)为电子、光(guāng)能(néng)量(liàng)轉(zhuǎn)化(huà)为电能(néng)量(liàng)的(de)过(guò)程；其(qí)次(cì)，是形成电壓过(guò)程。
多(duō)晶矽經(jīng)过(guò)鑄锭、破锭、切(qiè)片(piàn)等程序後(hòu)，制作(zuò)成待加工的(de)矽片(piàn)。在(zài)矽片(piàn)上(shàng)摻雜和(hé)擴散(sàn)微量(liàng)的(de)硼、磷等，就(jiù)形成P－N結。然後(hòu)采用丝(sī)网(wǎng)印(yìn)刷，将精配好的(de)银(yín)浆印(yìn)在(zài)矽片(piàn)上(shàng)做成栅線(xiàn)，經(jīng)过(guò)燒結，同(tóng)时(shí)制成背电极(jí)，並(bìng)在(zài)有(yǒu)栅線(xiàn)的(de)面(miàn)塗一(yī)层(céng)防反(fǎn)射塗层(céng)，电池片(piàn)就(jiù)至(zhì)此(cǐ)制成。电池片(piàn)排列組合成电池組件(jiàn)，就(jiù)組成了(le)大(dà)的(de)电路(lù)闆。一(yī)般在(zài)組件(jiàn)四(sì)周包(bāo)鋁(lǚ)框，正(zhèng)面(miàn)覆蓋玻璃，反(fǎn)面(miàn)安(ān)裝(zhuāng)电极(jí)。有(yǒu)了(le)电池組件(jiàn)和(hé)其(qí)他(tā)輔助設備，就(jiù)可(kě)以(yǐ)組成發(fà)电系(xì)統。为了(le)将直(zhí)流电轉(zhuǎn)化(huà)交流电，需要(yào)安(ān)裝(zhuāng)电流轉(zhuǎn)換器。發(fà)电後(hòu)可(kě)用蓄电池存儲，也(yě)可(kě)輸入(rù)公(gōng)共(gòng)电网(wǎng)。發(fà)电系(xì)統成本(běn)中(zhōng)，电池組件(jiàn)約占50%，电流轉(zhuǎn)換器、安(ān)裝(zhuāng)費、其(qí)他(tā)輔助部件(jiàn)以(yǐ)及(jí)其(qí)他(tā)費用占另(lìng)外(wài) 50%。
光(guāng)伏發(fà)电的(de)優缺點(diǎn)
1.光(guāng)伏發(fà)电的(de)優點(diǎn)
與(yǔ)常用的(de)火(huǒ)力發(fà)电系(xì)統相比，光(guāng)伏發(fà)电的(de)優點(diǎn)主(zhǔ)要(yào)體(tǐ)現(xiàn)在(zài)：
①無枯竭危险；
②安(ān)全(quán)可(kě)靠，無噪聲，無污染排放外(wài)，絕对(duì)干淨（無公(gōng)害）；
③不(bù)受資源分(fēn)布(bù)地(dì)域的(de)限制，可(kě)利用建築屋(wū)面(miàn)的(de)優勢；例如(rú)，無电地(dì)區(qū)，以(yǐ)及(jí)地(dì)形复雜地(dì)區(qū)；
④無需消耗燃料和(hé)架設輸电線(xiàn)路(lù)即可(kě)就(jiù)地(dì)發(fà)电供电；
⑤能(néng)源質(zhì)量(liàng)高(gāo)；
⑥使用者(zhě)從感(gǎn)情(qíng)上(shàng)容易接受；
⑦建設周期(qī)短，獲取(qǔ)能(néng)源花(huā)費的(de)时(shí)間(jiān)短。
1.獨立光(guāng)伏發(fà)电
獨立光(guāng)伏發(fà)电也(yě)叫离网(wǎng)光(guāng)伏發(fà)电。主(zhǔ)要(yào)由(yóu)太陽能(néng)电池組件(jiàn)、控制器、蓄电池組成，若要(yào)为交流負载供电，還(huán)需要(yào)配置交流逆變(biàn)器。獨立光(guāng)伏电站包(bāo)括邊(biān)遠(yuǎn)地(dì)區(qū)的(de)村(cūn)莊供电系(xì)統，太陽能(néng)户用电源系(xì)統，通(tòng)信(xìn)信(xìn)号(hào)电源、陰极(jí)保护、太陽能(néng)路(lù)灯等各(gè)種(zhǒng)带(dài)有(yǒu)蓄电池的(de)可(kě)以(yǐ)獨立運行的(de)光(guāng)伏發(fà)电系(xì)統。
2.並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏發(fà)电
並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏發(fà)电就(jiù)是太陽能(néng)組件(jiàn)産生(shēng)的(de)直(zhí)流电經(jīng)过(guò)並(bìng)网(wǎng)逆變(biàn)器轉(zhuǎn)換成符合市(shì)电电网(wǎng)要(yào)求的(de)交流电之(zhī)後(hòu)直(zhí)接接入(rù)公(gōng)共(gòng)电网(wǎng)。可(kě)以(yǐ)分(fēn)为带(dài)蓄电池的(de)和(hé)不(bù)带(dài)蓄电池的(de)並(bìng)网(wǎng)發(fà)电系(xì)統。
带(dài)有(yǒu)蓄电池的(de)並(bìng)网(wǎng)發(fà)电系(xì)統具有(yǒu)可(kě)調度(dù)性(xìng)，可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)需要(yào)並(bìng)入(rù)或退出电网(wǎng)，還(huán)具有(yǒu)備用电源的(de)功能(néng)，當电网(wǎng)因(yīn)故停电时(shí)可(kě)緊急供电。带(dài)有(yǒu)蓄电池的(de)光(guāng)伏並(bìng)网(wǎng)發(fà)电系(xì)統常常安(ān)裝(zhuāng)在(zài)居(jū)民(mín)建築；不(bù)带(dài)蓄电池的(de)並(bìng)网(wǎng)發(fà)电系(xì)統不(bù)具備可(kě)調度(dù)性(xìng)和(hé)備用电源的(de)功能(néng)，一(yī)般安(ān)裝(zhuāng)在(zài)較大(dà)型的(de)系(xì)統上(shàng)。
並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏發(fà)电有(yǒu)集中(zhōng)式大(dà)型並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏电站一(yī)般都是國(guó)家(jiā)級电站，主(zhǔ)要(yào)特(tè)點(diǎn)是将所(suǒ)發(fà)电能(néng)直(zhí)接輸送到电网(wǎng)，由(yóu)电网(wǎng)統一(yī)調配向(xiàng)用户供电。但这(zhè)種(zhǒng)电站投資大(dà)、建設周期(qī)长(cháng)、占地(dì)面(miàn)積大(dà)，還(huán)沒(méi)有(yǒu)太大(dà)發(fà)展(zhǎn)。而分(fēn)散(sàn)式小型並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏，特(tè)别是光(guāng)伏建築一(yī)體(tǐ)化(huà)光(guāng)伏發(fà)电，由(yóu)于(yú)投資小、建設快(kuài)、占地(dì)面(miàn)積小、政(zhèng)策支持(chí)力度(dù)大(dà)等優點(diǎn)，是並(bìng)网(wǎng)光(guāng)伏發(fà)电的(de)主(zhǔ)流。