光照射到金屬上,引起物質的電性質發生變化。這類光變致電的現象被人們統稱為光電效應(Photoelectric effect)。光電效應分為光電子發射、光電導效應和阻擋層光電效應,又稱光生伏應。種現象發生在物體表面,又稱外光電效應(photoelectric emission)。后兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應。
按照粒子說,光是由一份一份不連續的光子組成,當某一光子照射到對光靈敏的物質(如硒)上時,它的能量可以被該物質中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量后,動能立刻增加;如果動能增大到足以克服原子核對它的引力,就能在十億分之一秒時間內飛逸出金屬表面,成為光電子,形成光電流。單位時間內,入射光子的數量愈大,飛逸出的光電子就愈多,光電流也就愈強,這種由光能變成電能自動放電的現象,就叫光電效應.
無論從世界還是從中國來看,常規能源都是很有限的。中國的一次性能源儲量遠遠低于世界的平均水平,大約只有世界總儲量的10%。太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、的安全性、相對的廣泛性、確實的命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點,在長期的能源戰略中具有重要地位。 與常用的火力發電系統相比,光伏發電的優點主要體現于: ①無枯竭危險; ②安全可靠,無噪聲,排放外,干凈(); ③不受資源分布地域的限制,可利用建筑屋面的優勢;例如,無電地區,以及地形復雜地區; ④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電; ⑤能源質量高; ⑥使用者從感情上容易接受; ⑦建設周期短,獲取能源花費的時間短。
晶硅光伏組件安裝后,暴曬50——100天,效率衰減約2——3%,此后衰減幅度大幅減緩并穩定有每年衰減0.5——0.8%,20年衰減約20%。單晶組件衰減要約少于多晶組件。非晶光做組件的衰減約低于晶硅。 因此,提升轉化率、降低每瓦成本仍將是光伏未來發展的兩大主題。無論是哪種方式,大規模應用如果能夠將轉化率提升到30%,成本在每千瓦五千元以下(和水電相平),那么人類將在核聚變發電研究成功之前得到為廣泛、清潔、廉價的幾乎無限的可靠新能源。
并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。 帶有蓄電池的并網發電系統具有可調度性,可以根據需要并入或退出電網,還具有備用電源的功能,當電網因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并網發電系統不具備可調度性和備用電源的功能,一般安裝在較大型的系統上。
在有光照(無論是太陽光,還是其它發光體產生的光照)情況下,電池吸收光能,電池兩端出現異號電荷的積累,即產生“光生電壓”,這就是“光生伏應”。在光生伏應的作用下,太陽能電池的兩端產生電動勢,將光能轉換成電能,是能量轉換的器件。太陽能電池一般為硅電池,分為單晶硅太陽能電池,多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。
用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂并網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉
交通領域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。 通訊/通信領域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。
分布式光伏發電具有以下特點: 一是輸出功率相對較小。一般而言,一個分布式光伏發電項目的容量在數千瓦以內。與集中式電站不同,光伏電站的大小對發電效率的影響很小,因此對其經濟性的影響也很小,小型光伏系統的投資收益率并不會比大型的低。 二是污染小,環保效益。分布式光伏發電項目在發電過程中,沒有噪聲,也不會對空氣和水產生污染。 三是能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況。但是,分布式光伏發電的能量密度相對較低,每平方米分布式光伏發電系統的功率僅約100瓦,再加上適合安裝光伏組件的建筑屋頂面積有限,不能從根本上解決用電緊張問題。 四是可以發電用電并存。大型地面電站發電是升壓接入輸電網,僅作為發電電站而運行;而分布式光伏發電是接入配電網,發電用電并存,且要求盡可能地就地消納。
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