太陽能光伏發電基本原理
光伏發電的基本原理是“光生伏特效應”(簡稱“光伏效應”),是指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位間產生電位差的現象。“光伏效應”首先是由光子轉化為電子、光能轉化為電能的過程;其次,是電壓及電回路形成的過程。
光伏發電利用太陽能電池(一種類似于晶體二極管的半導體器件)的光生伏特效應直接把太陽的輻射能轉變為電能。太陽能電池的基本特性和二極管類似,可以用簡單的PN結來說明。當具有能量的光子射人半導體時,光與構成半導體的材料相互作用產生電子和空穴(因失去電子而帶正電的電荷),如半體中存在PN結,則電子向N型半導體擴散,空穴向P型半導體擴散,并分別聚集于兩個電極部分。若太陽能電池兩端接負載,負載有電流通過。當光線一直照射時,負載上將源源不斷地有電流流過。單片太陽能電池是一個薄片狀的半導體PN結,標準光照條件下,額定輸出電壓為0.5V左右,為了獲得較高的輸出電壓和較大的輸出功率,需將多片太陽能池采用串并聯的方式連接在一起使用。太陽能電池的輸出功率隨光照強度不同呈現隨機性特征,在不同時間、不同地點、不同安裝方式下,同一塊太陽能電池的輸出功率也不相同。
太陽能光伏發電系統的首要部件是太陽能電池,由一片單晶硅片構成的太陽能電池稱為單體(Cell),多個太陽能電池單體組成的構件稱為太陽能電池模塊(Module);多個太陽能電池模塊構成的大型裝置稱為太陽能電池陣列(Array),陣列有公共的輸出端,可直接向負荷供電。
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