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【前沿物理】关于新能源系列

2019-06-17 09:31

很多朋友生活中所用的普通电子计算器,也是利用太阳能进行能量转换的……

【前沿物理】关于新能源系列

那么,朋友们又是否清楚这些太阳能所产生的电能究竟是怎么转换的呢?让我们看看下面的这张照片~~

【前沿物理】关于新能源系列

如上图所示是光伏发电原理示意图。利用光伏效应,将太阳能直接转换成电能,太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。

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然而,这样的太阳能电池板所产生的电压实在是太低了,对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值只有0.50.6V故我们很少看到太阳能电池板只是单独一块就可以满足我们需要的,而是一块一块的太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

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这样的太阳能利用方式是光电直接转换方式,而太阳能的另外一种利用方式是光电转换方式电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程;后一个过程是热电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵510倍。)。

光—热—电转换方式目前主要的应用是太阳能热水器和太阳能炉。

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讲到这里,是否我们有些脑洞打开的小伙伴们就会想象着说如果在我们的房子上和四周都贴上太阳能电池板的话那岂不是我们的家庭用电就都能解决了?那还用交电费嘛!

话好似这样讲,不过呢,要想达到这样的设想看来目前的技术满足不了你的愿望啊!什么?你问我说为什么?不是直接贴上太阳能电池板就可以发电使用了吗?

哈哈哈,先让笔者笑会哈~~~

下面笔者先问大伙们一个很简单的问题:

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当天气变成这样的时候,你家太阳能热水器的话还能很好地用吗?能吗?能吗?能吗?重要的问题要问三遍~~~

大伙们总算知道为什么太阳能电池虽然有那么多的好处但是至今无法普及吗?这还只是太阳能电池板不能大规模应用的其中一个原因。

另外的一个原因,就是太阳能电池的并网发电还面临这不少的技术难题。(并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式,成为电网的补充,典型特征为不需要蓄电池。而个体用户的话就需要蓄电池,其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。这样的蓄电池一般分为铅酸电池和胶体电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

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但是太阳能电池板发电本身有不少的弊端:地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或阴雨天就不能或很少发电;能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M2;。大规格使用时,需要占用较大面积;价格比较贵,为常规发电的3~15倍,初始投资高后期投资较大,储能的蓄电池平均每2-3年要更换一次

虽是如此,但是太阳能电池板的市场前景十分广阔,应用范围十分广泛,小到我们的计算器、交通信号灯等,大到太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统海水淡化设备供电卫星、航天器、空间太阳能电站等。

我国太阳能产业的情况

中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。到2007年年底,全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦,太阳能电池生产能力达到290万千瓦电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链。但我国太阳能产品只用于出口2010年时,全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦,其中我国年产量1000万千瓦。不过,我国太阳能资源十分丰富,适宜太阳能发电的国土面积和建筑物受光面积也很大

延伸:太空太阳能发电站

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