发布时间:2023-03-29 点此:16次
照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40min照射在地球上的太阳能,便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,所以太阳能被誉为理想的能源。
(1)太阳能发电的优点
从太阳能获得电力,需通过太阳能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。
(2)太阳能发电存在的问题
太阳能光伏发电还存在一些有待攻克的“弱点”。它的主要问题有以下几个方面。
①光电转化率很低。
根据太阳能发电的基本原理,太阳光电池主要功能是将光能转换成电能,称之为光伏效应。这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候,必须充分了解太阳光谱成分及其能量分布状况,必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场,不仅要考虑材料的吸光效果,还要考虑它的光导效果。从目前太阳能发电的情况来看,即使采用目前最高效的材料进行光电转换,效率仍然很低,材料的选取仍旧是个有待提高的突破点。目前太阳能电池光电转化效率一般为10%~15%,因此,如何提高太阳能光伏发电的转换效率是我国及世界有关研究组织一直以来科技攻关的难题。
②光伏电池生产过程中存在高污染。从目前的实际状况来看,以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁,成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而,在这种被称为“绿色电站”的身后,却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说,虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。
据科学家估算,它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。
③所需光照受天气影响较大。
太阳能发电所需的必要条件是光照指数,如果在阳光不太充足的多云天气或雨雪天气里,太阳光伏效应转换的效率会大幅度降低,难以满足向用电系统连续供电。
④光伏发电成本过高。在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的,但其成本居高不下,远不能满足大规模推广应用的要求。
最近,SunPower(美国加州)公司研制的太阳能电池板效率达到22%,尽管其光电转化效率非常可观,但由于受原料价格和提纯工艺的限制,发电成本过高。所以太阳能发电系统仍需要人们不断地探索与完善。
太阳能的优点:飞机不仅在能源危机的情况下,开辟了新的、取之不尽的能源,而且它没有废气、废油,不会造成环境污染;它没有发动机的轰鸣,不会有噪声污染;它还有飞行平稳、舒适的优点,是一种十分有前途的新机种。但是它也有许多缺点:太阳能电池目前还十分昂贵,飞机成本高(据估计,一架单座太阳能飞机,仅太阳能电池费用就达数千美元);太阳能电池的效率还是太低,产生的电能有限,而且在夜晚和天阴时就没法工作。
优点 (1)普遍:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且无须开采和运输。 (2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。
(3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。缺点(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。
因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。 (2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。
(3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
相比其他的能源利用技术,太阳能发电有其无可比拟的优势,主要表现在:太阳能资源没有枯竭危险,且资源分布广泛,受地域限制小;太阳能电池主要的材料--硅,原料丰富;无机械转动部件,没有噪声,稳定性好;维护保养简单,维护费用低;系统为组件,可在任何地方快速安装无污染,完全干净(蓄电池除外)。同时,太阳能发电也有其不足之处:太阳能照射的能量分布密度小,约100 W/m2;年发电时数较低,平均1300 h;不能连续发电,受季节、昼夜以及阴晴等气象状况影响大;精准预测系统发电量比较困难;光伏系统的造价还比较高,系统成本40000~60000元/kW。
电是每个家庭都要面对的难题,不及时处理会给以后留下大问题的。这时候就需要可靠的太阳能发电资源来帮忙了。
发电的方法有很多种,近年来,太阳能发电的方式就非常的流行,对于这种发电方式,很多人对 太阳能发电原理 还是非常的陌生。
在选购太阳能发电的时候,一定要先掌握一定的常识,下面就和我一起来详细的了解一下 太阳能发电原理 的相关知识。 太阳能发电的优缺点 与常用的发电系统相比太阳能发电被称为最理想的新能源。①无枯竭危险;②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。 但是太阳能发电的缺点还是有的,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。
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。 太阳能发电系统 家用太阳能发电系统是指由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池组和逆变器组成,其中太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统。家用太阳能发电系统一般分为离网发电系统和并网发电系统。
太阳能发电原理 (一)太阳能电池是如何工作的 晶体硅n/p型太阳电池的工作原理:当p型半导体与n型半导体紧密结合连成一块时,在两者的交界面处就形成p-n结。当光电池被太阳光照射时,在p-n结两侧形成了正、负电荷的积累,产生了光生电压,形成了内建电场,这就是“光生伏打效应”。从理论上讲,此时,若在内建电场的两侧面引出电极并接上适当负载,就会形成电流,负载上就会得到功率。
太阳能电池组件就是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置。 (二)太阳能系统基本组成 太阳能发电系统由太阳能电池组件、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。
(三)各部分的作用 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。 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。 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。效率是选购逆变器时的重要标准之一。效率越高,意味着在将光电组件产生的直流电转换成交流电的过程中产生的电量损耗就越少。可以这样说,逆变器的质量决定了发电系统的效益,它是太阳能发电系统的核心。
(四)太阳能发电系统的设计需要考虑的主要因素 太阳能发电系统在哪里使用该地日光辐射情况如何 系统的负载功率多大 系统的输出电压和频率是多少,直流还是交流 系统每天需要工作多少小时 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天 负载的情况,电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大 太阳能发电价格 家用太阳能发电系统是要根据其产品的品牌质量和规格型号而定,不同厂家和地域所生产的家用太阳能发电设备其价格也是不一样的,更重要的是要根据不同用户的需求来定价格,一般家用太阳能发电功率为一千瓦的价格大概是5至10万,更高功率的家用太阳能发电价格在10万及以上。 注:此价格仅供参考!由于地域不同,当然价格也会有所差异。如需了解更多相关价格详情,请以当地经销商提供为准! 编辑总结:利用太阳能发电是一种非常不错的方式,太阳能发电也是一种十分理想的能源,相对来说,花费的时间是比较短的,而且十分的 环保 节能,不会导致污染环境的问题出现,十分的灵活,而且是永久性的,投入成本也不高,是一种性价比很高的发电方式。
与常用的火力发电系统相比,光伏发电的优点主要体现在:①无枯竭危险;②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。缺点: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。