太陽(yáng)能發(fā)電的原理是什么?
太陽(yáng)能發(fā)電的原理是什么?
太陽(yáng)能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:?jiǎn)尉Ч瑁嗑Ч?,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。
當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
光伏發(fā)電原理是?
太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對(duì),在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下,空穴由n區(qū)流向p區(qū),電子由p區(qū)流向n區(qū),接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。
太陽(yáng)能原理?
太陽(yáng)能一般指太陽(yáng)光的輻射能量。在太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng),不停地釋放出巨大的能量,并不斷向宇宙空間輻射能量,這種能量就是太陽(yáng)能。太陽(yáng)內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng),可以維持幾十億至上百億年的時(shí)間。太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為kW的輻射值,其中20億分之一到達(dá)地球大氣層。到達(dá)地球大氣層的太陽(yáng)能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其余的到達(dá)地球表面,其功率為800000億kW,也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬(wàn)噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢(shì)能等等。狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。
人類對(duì)太陽(yáng)能的利用有著悠久的歷史。我國(guó)早在兩千多年前的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽(yáng)光來(lái)點(diǎn)火;利用太陽(yáng)能來(lái)干燥農(nóng)副產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)代,太陽(yáng)能的利用已日益廣泛,它包括太陽(yáng)能的光熱利用,太陽(yáng)能的光電利用和太陽(yáng)能的光化學(xué)利用等。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能發(fā)電一種新興的可再生能源利用方式。
使用太陽(yáng)電池,通過(guò)光電轉(zhuǎn)換把太陽(yáng)光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能,使用太陽(yáng)能熱水器,利用太陽(yáng)光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電,利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化。現(xiàn)在,太陽(yáng)能的利用還不很普及,利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題,但是太陽(yáng)電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。
【原理】
太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1367w/㎡。地球赤道的周長(zhǎng)為40000km,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2,地球表面某一點(diǎn)24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102000TW 的能量,人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外),雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類所利用的能源的一萬(wàn)多倍,但太陽(yáng)能的能量密度低,而且它因地而異,因時(shí)而變,這是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。
盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一,但已高達(dá)173,000TW,也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng);即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能,所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大,狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。
太陽(yáng)能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費(fèi)使用,又無(wú)需運(yùn)輸,對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài),使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

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