太阳能发电站工作原理_太阳能发电站工作原理图

艾丽游戏ing 2023-10-11 22:05 1

太阳能发电站的原理是什么？

太阳能光伏发电的最重要意义就在于它能在连续20年内使用太阳的清洁能源来发电，而不使用任何地球上的化石能源。

光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（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,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。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。

（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。

太阳能发电是什么原理

随着现代生活水平不断的提升，对于大自然的利用也挥发到极致，而太阳也成为了我们生活中的骨干担当，在我们生活中少不了太阳的照顾，无论是照明灯还是热水器都有太阳能的模式，那么太阳能发电是什么原理呢？让我们一起了解下吧。

简要回答

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

详细内容

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

（1）光—热——动—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—动再转换成电最终转换过程，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。

（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。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。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。

太阳能发电原理

太阳能发电原理是利用半导体材料的光电效应。

光电效应的基本过程是：假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使产生电子空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场作用被相互分别。

电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间将形成一个向外的可测试的电压。

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴电子对，在pn结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电优缺点

1、优点

太阳能发电被称为最理想的新能源。无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；建设周期短，获取能源花费的时间短。

2、缺点

照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积。获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。以目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，太阳能利用率却较低，不能广泛应用，目前主要用在一些特殊环境下，如卫星等。

太阳能电站的工作原理是怎样的？

人口膨胀、能源危机、环境污染是当前人类面临的三大难题。石油、煤炭、天然气等燃料，已经日趋贫乏了，有些科学家悲观地估计，到公元2000年之际，这些燃料将接近枯竭。尽管各国正在千方百计地挖掘、开发新的燃料资源，但资源是有限的，因此探索新一代的能源，实际上已经被提到议事日程上来了。那么这新一代的能源又是什么呢？目前科学家们有两种设想，一种是原子能发电。但应用这一能源存在放射性废物的安全保管问题，弄不好就会招致灭绝生物的大灾难，当然也包括人类在内，因而这条途径使人望而生畏。另一种是向光芒四射的太阳要能量。

我们知道，太阳以光的形式，向宇宙空间源源不断地辐射能量，每秒就相当于将550万吨原煤的热能运送给地球，然而这只占太阳辐射能的二十二亿分之一。就是这二十二亿分之一的能量，也只有64％莱到了地面，其余的全被无情的大气吞掉了，你想想看，这是多么可惜呀!如果能在太空兴建太阳能电站，把太阳能最大限度地转换成电能，然后再输送回大地，这该是多么理想而又具有巨大的实际意义呀！

1968年美国工程师彼得·格拉塞尔，提出了在空间建立太阳能电站的大胆设想，一时间舆论为之哗然，有人讥笑说，这只不过是一个美妙的幻想。然而事隔不久，波音公司却公布了卫星太阳能电站的第一个设计，此后具体方案接二连三地提了出来。美、日、前联邦德国等一些国家，十分重视太阳能电站的研究，多年以来，在进行了一系列可行性论证的基础上，目前已经转入工程论证和实验研究阶段。美国能源部和宇航局组织了25个科研工业组织，对设计方案、空间技术、微波技术和低成本太阳电池生产工艺等，进行了广泛的实验研究，并发表了数十篇极有教益的研究报告。

太阳能电站的工作原理是怎样的呢？根据格拉塞尔的设想，波音公司设计了一个500万千瓦的太阳能电站，电站设在地球静止轨道上，日照时间不受黑天白昼以及气象变化的影响，所以它比在地面上的日照时间要长6～15倍，日照强度也要强2倍。电站采用光电转换的太阳电池。这种转换比其他的形式(如热电转换)更为简单，也更容易在空间生产和维修。太阳能电池帆板上装有140亿个太阳电池，旁边的反射镜将阳光聚集在太阳电池上，使入射的光进一步增强，太阳电池将太阳能转换为直流电，微波管又将直流电变成微波能量，最后由相控阵天线发射到地面接收站，并把它转换成普通电网的电能。

当然无可讳言，实现空间太阳能电站是一项极其庞大而艰苦的空间活动，它要在空间构造一座小城镇那样大小的庞然大物，不用说SU的，仅在工程上就面临着严重挑战。

首先是能量转换问题。电站的太阳电池帆板结构庞大，总重12400吨，中心旋转轴的直径达100米，而旋转起来要非常稳定和准确。如此大的构件，在地面上建造是不可想像的，只能在空间工厂中加工制造。根据计算，太阳电池的数量需要140亿个呢!因此，电站成败的关键，归结为解决太阳电池的生产能力和巨额的生产费用。近五年来，美国对单晶硅和多晶硅的生产技术正在加紧研究，力图尽快满足电站的要求。另外，太阳电池的空间生产亦在积极研究之中，这项技术一旦实现，就为建立电站铺平了道路。

第二是能量空间微波传输的问题。将太阳电池帆板所产生的直流功率转换成微波功率时，要采用数百万个大功率微波管。不过目前美国的生产能力基本上可以满足建立电站的要求，这当然是令人乐观的。不过在这个环节中，还有发射天线和地面接收天线的制造问题需要加以解决。

发射天线是直径为1千米的圆形相控阵天线，天线的子阵阵面为20平方米，天线的指向要十分精确。这种天线目前正处在论证阶段，到投入生产还有一段路程。

地面接收天线也非同一般，它是一个长14千米、宽10千米的偶极子天线阵，接收的微波经过专门设备整流后再投入电网。已经做过的模拟实验表明，接收和整流效率为82％。

第三是空间生产和轨道搬运。美国宇航局和格鲁曼公司研究了两种电站组装方法。一是低轨道组装，即先在低轨道上建立一个700人左右的空间工厂，桁架结构和太阳电池均在这工厂生产和组装，整个电站装配完毕后，再用电力推动系统将它送到地球静止轨道上去。第二是静止轨道组装法。这就需要工厂设在静止轨道上，人员和器材经低轨道过渡到静止轨道工厂中，最终在那里制造并组装。这两种方案都在实验之中，一旦实验成功就又扫除了一个大拦路虎。

一座太阳能电站需要建筑材料10万吨左右，空间作业人员数百人，怎样把这么多的人员和物资送到宇宙太空呢？根据上面介绍的两种组装方法，将分别采用不同的运载工具。对于低轨道方案来说，早期设想用单级火箭和航天飞机运输，运载量为70～200吨。现在设想用两级火箭推进的有翼飞行器——空间运输船。它的起飞重量为11000吨，载重量已经相当可观，每次可以将4000至4500吨的大批物资，送达施工现场。如此计算，空间运输船只要往返22次左右，即能把建造一座电站的器材全部运送完毕。而由低轨道向高轨道转送阶段，将采用离子火箭发动机或化学推进剂工作的轨道运输船。

综上所述，太阳能电站的建立，尽管还有不少问题需要解决，但是，可以满有信心地说，前景是美好的。按照美国宇航局的计划，目前主要是在地面试验装配办法，这一阶段后期要发射一颗实验性的发电卫星；第二阶段要发射一颗发电能力为20～50万千瓦的样星，这一阶段可望在近期完成；第三阶段为全面实施阶段，计划到公元2014年建造印个500万千瓦的卫星电站，公元2050年将突破100个大关。波音公司研究部负责人C.R.伍德科克乐观地预言：“在遥远的未来，围绕地球将有数百个卫星电站来满足人类对能源的要求。”

太阳能发电机如何工作太阳能发电机工作原理介绍【详解】

随着环境污染的加剧，人们认识到要和地球和谐相处，实行可持续发展战略，太阳能发电机因其清洁无污染和取之不竭用之不竭的优势收到人们的喜爱。到这里，也许很多人会好奇太阳能发电机原理是什么？下面我就为大家介绍一下太阳能发电机原理。

金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000K左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。

太阳能发电机是一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。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，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。

太阳能发电机由以下三部分组成：太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上。

综合以上，分别介绍了太阳能发电机的构成及其工作原理。太阳能是目前最为理想的新能源，虽然太阳能发电收到技术方面的限制，但是随着科技的进步，太阳能发电成本降低，太阳能发电机会越来越普遍。