太阳能发电机原理图,谁能够分析一下太阳能发电的工作原理和实际图
来源:整理 编辑:太阳能 2023-09-02 10:40:21
1,谁能够分析一下太阳能发电的工作原理和实际图
2,太阳能发电原理
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。
光热发电使用聚光技术产生高温,然后就和使用燃料产生高温以后一样的过程了。
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,光伏电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。
再具体一点就是吸收光子,产生自由电子。如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
3,太阳能发电机运行原理
太阳能发电有很多形式,大体可以分为两类,一种是半导体发电,一种是太阳能热发电。 半导体发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。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。单晶硅、多晶硅、薄膜发电均是这种技术。也较光伏发电,现在光伏发电的效率一般在20%左右,发电的成本在1.5-3元/kwh,价格还是比较贵。还有一种是是太阳能热发电技术,现在一般的太阳能技术最高也就做到150-200°,再高的话太阳能的效率就很低了,这个温度还不能达到发电的水平,都在研究阶段,还有应用实例。太阳能发电有很多形式,大体可以分为两类,一种是半导体发电,一种是太阳能热发电。 半导体发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。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。单晶硅、多晶硅、薄膜发电均是这种技术。也较光伏发电,现在光伏发电的效率一般在20%左右,发电的成本在1.5-3元/kwh,价格还是比较贵。不过听说一些厂家大规模的太阳能电站可以做到0.7元左右,不知道是不是真的。还有一种是是太阳能热发电技术,现在一般的太阳能技术最高也就做到150-200°,再高的话太阳能的效率就很低了,这个温度还不能达到发电的水平,都在研究阶段,还有应用实例。
4,太阳能发电原理
太阳能发电 分为光伏发电 和 光热发电光伏发电:是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。简单说。光线照射在太阳能电池上被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,产生电子-空穴对。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。光热发电:太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。这个稍微简单。和普通发电原理差不多 求采纳 可以追问哦这是半导体物理中涉及的问题。 物质根据导电性可以分为:导体,半导体和绝缘体。 从物质内部结构来讲,物质的导电性是由电子运动引起的。 如果物质内部所有能级都被电子所填充,那么电子就没有运动空间,也就不会导电,也就是绝缘体。 如果物质内部有一部分能级是空的,而另一部分被电子所填充,那么,在没有外界影响的状态下,电子会处于基态,也就是能量最低的状态,与最低能级相对应,这时高能级就是空的,在有外界能量输入时,低能级上的电子吸收能量跃迁到高能级,就发生了电子的运动,具有了导电性。 太阳能电池是由光敏半导体材料制成的,多数好象使用硅的化合物。 真正的太阳能电池与我们印象中的是不同的。一般人认为他应该是一个很光华的表面,但实际上,为了使吸收光照射的面积增大,硅板的表面需要通过蚀刻的方法在表面做出许多毛尖,使表面变的粗糙,因为光的利用率比较低
5,太阳能发电原理
太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。
1.太阳能光伏:
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
2.太阳热能
现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
太阳光聚焦加热水,形成水蒸气,推动汽轮机,汽轮起带动发电机(或蒸气推动汽轮发电机)有两种:
1,太阳能聚焦加热水,水来“烧氟利昂”,由氟利昂蒸气带动汽轮机发电;
2,太阳能加热一个类似雨伞似的东西,被加热的空气从中心的大烟筒冒出,带动风扇旋转发电。是现在最有实用价值发电新方式,德国一直在搞。太阳能电池构造与发电原理
太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件,其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是“硅”,它是不导电的,但如果在半导体中掺入不同的杂质,就可以做成P型与N型半导体,再利用P型半导体有个电洞,与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流,所以当太阳光照射时,光能将硅原子中的电子激发出来,而产生电子和电洞的对流,这些电子和电洞均会受到内建电位的影响,分别被N型及P型半导体吸引,而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来,形成一个回路,这就是太阳电池发电的原理。 简单的说,太阳光电的发电原理,是利用太阳电池吸收0.4μm~1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光,将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。 由于太阳电池产生的电是直流电,因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器,换成交流电,才能供电至家庭用电或工业用电。
6,太阳能发电机原理
搜索词条太阳能发电更多图片(9张)太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐,在人们生活、工作中有广泛的作用。其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。分享太阳能发电原理图太阳能的能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳能),是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量,人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后,再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。太阳能发电有两大类型:一类是太阳光发电(亦称太阳能光发电),另一类是太阳热发电(亦称太阳能热发电)。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。人类需要随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种,即火电、水电和核电。火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计,全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧将排出二氧化碳和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。太阳能屋顶发电站核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害;2011年3月11日13时46分,日本福岛发生9.0级地震,引发震惊国际的福岛核电站事故,造成核电站附近30公里成为无人区;方圆5公里的海洋资源将受到不同程度的影响或是海洋生物变异。新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。找到的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。理想能源照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同的电网联网。太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同其他的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵
7,太阳能发电原理
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太阳能发电设备介绍
太阳能发电 即是通过太阳能电池又叫光伏电池(是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体,可产生强大的内部电场),为了保护这些光伏电池不受环境影响,需要把它们连接起来并封装在组件中,当光线进入晶体时,由光产生的电子被这些电场分离,在太阳能电池的顶面和底面之间产生电动势。这时,如果用电路连通,就会产生直流电流,这些电流储存到蓄电池,再通过固态电子功率调节装置转换成所需的交流电提供给各种负载。所以晚上没有太阳时,负载是一样可以正常工作的。
太阳能发电系统可分为太阳能热发电和太阳能光发电两种。太阳能热发电就是利 用太阳能将水加热,使产生的蒸汽去驱除汽轮机发电机组。根据热电转换方式的不同, 把太阳能电站分为集中型太阳能电站和分散型太阳能电站。塔式太阳能电站是集中型的 一种,既在地面上敷设大量的集热器阵列,在阵列中适当地点建一高塔,在塔顶设置吸 热器,从集热器来的阳光热集到吸热器上,使吸热器内的工作介质温度提高,变成蒸汽 通过管道把蒸汽送到地面上的汽轮机发电机组发电。
水箱为太阳热水器的储水装置,其由内胆、保温层、外壳组成。水箱内胆采用进口304不锈钢板经自动氩弧焊焊接加工制成,由于304不锈钢板含碳量低,因此焊缝质量高,不易锈蚀;45mm聚氨脂整体发泡形成的保温层,保证了太阳热水器的热效率大于50%;水箱外壳采用彩色喷涂,强度高,经空晒冷冻实验证明:在水箱局部温度高达200°C的情况下,外壳不会因为聚氨酯膨胀而变形胀裂,并且在平均温度为-15°C的低温情况下,聚氨酯的受冷压缩亦不会对彩板外壳造成影响。
集热管是选用全玻璃真空太阳集热管。其外形如同一根拉长的暖壶内胆,管内的吸收表面是采用直流反应溅射沉积技术制备而成的渐变铝-氮/铝选择性吸收涂层。因涂层具有高吸收率(大于93%),低发射率(小于6%)的优点,所以在很大程度上增强了太阳热水器的集热效率。
太阳热水器的支架采用优质430不锈钢板材加工成型,外形美观,牢固可靠。但因材料为不锈钢板,且加工工序复杂,所以成本高,劳动强度大
电热水器分为即热式和储热式两种。即热式需20A以上电流,一般家庭不适用。储热式电热水器又分为敞开式和封闭式两类。早期的储热式电热水器多为敞开式或开口式的,其结构简单,体积不大,靠吊在高处的压力喷淋,水流量较小,但价格较低,适合于人口少,家境不很富裕,仅做洗浴使用的家庭购买。敞开式电热水器由于没有对内胆设计承压性能,故不能向其他管路多处供水,功能有限。封闭式电热水器的内胆是密封的,水箱内水压很大,其内胆可耐压,故可多路供水,既可用于淋浴,也可用于盆浴,还可用于洗衣、洗菜,价格相对较贵,一般在千元左右。储热式电热水器可自动恒温保温,停电时可照样供应热水。目前国内市场上的电热水器主要是封闭储热式电热水器,它不必分室安装,不产生有害气体,干净卫生,且可方便地调温。
封闭储热式电热水器的工作原理非常简单,它们使用一根电加热管,通电之后给水提供热量。内胆储存热水并承载压力0.6MPa(约6kg/cm2),外壳保温。产品间的区别首先体现在加热管上,有浸没型的,即直接与要加热的水接触,也有隔离型的。加热管有1.2、1.5及2.5KW等功率可供选择。加热管由一个温控器来控制,能设定所需温度并保持内胆中的水温恒定,且在40℃~75℃范围内可调。定时产品系列的时间控制系统能带来最大限度的能源节省,再配以分时电表,可节省大量电费。有的产品还具备大屏幕液晶显示屏、单键飞梭的操作界面和实时故障监测功能。电热水器必须安装压力安全阀,以确保超压泄压。为了尽可能减少热量散失,在壳与内胆之间还采用了聚氨酯或高密度泡沫塑料的加厚保温层。
热水器关键部件
1)内胆
内胆是热水器的核心部件,直接影响热水器的安全性能、使用性能和工作寿命。用户在选择热水器时应关心热水器内胆钢板的材质是否为含钛合金、厚度是否足够厚、焊接工艺是否先进可靠、搪瓷釉料质量是否保证、涂搪烧结工艺是否先进等。
2)电加热管
电加热管的质量直接关系到热水器的使用安全。因此,在选购热水器时,除了关心电加热管的功率大小外,更重要的是关心电加热管的电气性能。
3)镁阳极棒(镁棒)
镁是电化学序列中电位最低的金属,生理上无毒。因此,用来制成镁棒保护内胆非常理想。镁棒的大小直接关系到保护内胆时间的长短和保护效果的大小,镁棒越大,保护效果越好,保护时间越长。
4)保温层的选择
热水器的保温层的好坏直接影响到热水器的保温性能。决定保温性能的主要因素是保温层材料和保温层厚度。目前常用的保温材料有:石棉、海绵、泡沫塑料、聚氨脂发泡等。在这几种保温材料中,聚氨脂发泡保温性能最好,泡沫塑料保温性能次之,石棉和海绵因其难以与热水器紧密贴合,一般只作为热水器辅助保温材料。
5)防倒流技术选择
为了防止电热水器因外部停水造成电棒干烧,所有的电热水器均采用了防倒流技术。目前大多数厂家采用的防倒流技术是选用带止回功能的安全阀(俗称为有芯安全阀)来实现的。但这一技术存在的问题是:热水器在工作时,由于内胆中的水的热胀冷缩作用,有部分水会通过阀芯的内泄功能向管路中泄出,泄出时易使热水器管路局部产生振动共鸣而发出异常响声;同时存在的安全隐患是,安全阀的内泄功能常常会因水垢堵塞而失效,从而使内胆的工作压力增高,使热水器的使用寿命下降。
5、热水器控制方式
电热水器按其对水加热温度控制方式不同分为:机械、数显和数控三种型式。
1)机械式控制电热水器
机械式电热水器温度控制的主要元件为一机械式旋钮调节的温度控制器,该温控器通常由测温探头、可调式驱动机构和一对电触点组成。当探头处温度上升时,探头内的介质(液体或气体)膨胀,并通过毛细管推动驱动机构,使电触点动作。电触点的动作温度可通过可调式驱动机构进行调节或使电触点处常开状态。
机械式热水器用温控器主要特点是:动作温度可在一定范围内连续调节,操作简单方便,价格低廉。适合一般家庭使用。缺点是温度控制方式单一,只能实现循环加热一种方式。
2)数显型控制电热水器(SX)
数显型电热水器控制系统通常由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板用于显示现在温度、设置温度、故障代码和定时数的信息,还可以利用控制面板上的按键和旋钮来进行设置操作。主控制板是控制系统的核心,用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。温度传感器用于采集温度信息。
3)数控型电热水器(SK)
数控型电热水器由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板上的LCD显示屏用于显示工作模式、加热状态、现在温度、设置温度、设置菜单、时钟、定时时段、故障代码等信息,还可以利用板上按键进行设置操作。主控制板是控制系统核心,用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。过温检测和常温检测温度传感器用于采集温度信息。 太阳能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。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本;
(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:在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于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。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。
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太阳能发电机原理图 谁能够分析一下太阳能发电的工作原理和实际图
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