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高效太阳能板什么能转换成什么能

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高效太阳能板什么能转换成什么能

发布日期:2018-08-22 作者:admin 点击:

 

的工作原理

  太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体硅为例描述光发电过程。

  P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。

  c)是太阳能光伏发电系统(photovoltaic power sysm)的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

  太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电系统由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,因而发电设备极为精炼,可靠、稳定、寿命长,安装维护简便。与常用的火力发电系统相比,太阳能发电系统除了无污染排放外,还具有建设周期短和可利用建筑屋面的优势。

  光伏照明就是用太阳能发电系统照明。独立光伏照明系统一般使用蓄电池作为储能设备,白天将太阳能电池输出的电能储存起来,夜间为照明负载供电。这样的独立光伏照明系统在偏远地区、沙漠、边疆哨所等电网仍未覆盖的区域有很高的实用价值。太阳能电池是光伏照明系统的输入电源,为整个系统提供照明和控制所需电能。在白天光照条件下,太阳能电池将所接收的光能转换为电能,经充电电路对蓄电池充电;天黑后,太阳能电池停止工作,输出端开路,蓄电池将储存的化学能转换成电能输出到照明负载。

  智能控制器的电源由蓄电池供给。系统各部分容量的选取配合,需要综合考虑成本、效率和可靠性。太阳能电池是整个系统中最昂贵的部分,它的容量选取影响着整个系统的成本。相比较而言,蓄电池价格较为低廉,因此可以选取较大容量的蓄电池,尽可能充分利用太阳能电池所发出的功率。另外,在与照明负载配合时,应该考虑到连续阴天的情况,对系统容量留出一定裕度。

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  第二种:光—热—电转换

  光—热—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5~10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,适用小规模特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

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  太阳能电池板的转化效率

  一、转化效率的定义

  抽象地说:转化效率就是电池的输出功率占入射光功率百分数!

  具体地说:采用一定功率密度的太阳光照射电池,电池吸收光子以后会激发材料产生载流子,对电池性能有贡献的载流子最终要被电极收集,自然在收集的同时会伴有电流、电压特性,也就是对应一个输出功率,那么,用产生的这个功率除以入射光的功率就是转换效率了!

  二、理论公式

  效率=(开路电压*短路电流*填充因子)/入射光功率密度=电池输出功率密度/入射光功率密度

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  三、影响太阳能转换率的因素

  1)太阳能光强

  太阳能电池就是把太阳光转化为电的一种器件,在一般的情况下(注意条件),太阳能电池的效率随光强增加而增加的。再进一步说就是太阳能电池效率和安装地的综合气候条件有关系。

  2)电池的材料

  不同的材料对光的吸收系数不同,禁带宽度也不同,量子效率自然也不同,电池效率自然也不同了。一般来说,单晶硅/多晶硅对光的系数系数远小于非晶硅的,所以非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅/多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光。另外理论上讲GaAs太阳能电池的极限效率要大于其他太阳能电池的极限效率,因为GaAs太阳电池的禁带宽度在1.4ev,和地面太阳光光谱能量的最值最为接近。

  3)工艺水平

  不同的工艺水平,电池的效率自然也不同,看看各个厂子就很明白了,为什么原材料几乎都一样,做出来的电池效率却差别很大,原因就在这。工艺水平自然和设备水平有着重要的关系,一般来说设备越是先进工艺就越优秀,电池效率就越高(工艺是设备的产物,没有设备工艺无法实现,都是空想)。

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  太阳能电池板转换率怎么算

  太阳能电池板的转换效率是根据光照与光效来判定的。不同成分的太阳能电池板转换效率也是不一样的,目前太阳能电池板多分为多晶硅与单晶硅两种。

  硅的制取顺序是:二氧化硅矿石--〉工业硅--〉多晶硅--〉单晶硅。单晶硅是用多晶硅经单晶炉拉制而成的,也有用区熔法制取单晶硅的。但是区熔单晶硅的位错密度较大。所以半导体器件多用拉制的单晶硅作原始材料。

  单晶硅电池具有电池转换效率高,稳定性好,但是成本较高。多晶硅电池成本低,但转换效率略低于单晶硅太阳能电池。

  在光资源充足的状况下,多晶硅的光转换效率在6%-10%,单晶硅的光转换效率在15%以上。

  先在标准光强下测试被测太阳能电池板的输出电压电流:

  1、标准光强是指: AM1.5, 1000W/平方米, 组件温度:25度, 最好是用太阳能光伏专用测试仪进行测试。

  2、要测试的参数: Pw, Vop, Iop, Voc, Isc.

  3、将该被太阳能电池板的功率除以该太阳能电池板的面积再除以1000,则得出效率。

  假设:该太阳能电池板的功率为5W,面积为:0.03平方米,

  则它的效率为:5/0.03/1000=0.167=16.7%;

  也就是它将平方米1000W 太阳光能量的16.7%转换成了电能。

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