太陽能發電原理及應用



（一）太陽能電池是如何工作的？

晶體硅ｎ/ｐ型太陽電池的工作原理：當ｐ型半導體與ｎ型半導體緊密結合連成一塊時，在兩者的交界面處就形成ｐ－ｎ結。當光電池被太陽光照射時，在ｐ－ｎ結兩側形成了正、負電荷的積累，產生了光生電壓，形成了內建電場，這就是“光生伏打效應”。從理論上講，此時，若在內建電場的兩側面引出電極并接上適當負載，就會形成電流，負載上就會得到功率。太陽能電池組件就是利用半導體材料的電子學特性實現Ｐ－Ｖ轉換的固體裝置。

（二）太陽能系統基本組成

如上圖所示，太陽能發電系統由太陽能電池組件、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。

（三）各部分的作用為：

太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。

太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。

蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

逆變器：太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。效率是選購逆變器時的重要標準之一。效率越高，意味著在將光電組件產生的直流電轉換成交流電的過程中產生的電量損耗就越少。可以這樣說，逆變器的質量決定了發電系統的效益，它是太陽能發電系統的核心。
（四）太陽能發電系統的設計需要考慮的主要因素：

太陽能發電系統在哪里使用？該地日光輻射情況如何？

系統的負載功率多大？

系統的輸出電壓和頻率是多少，直流還是交流？

系統每天需要工作多少小時？

如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電多少天？

負載的情況，電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？

系統圖解

系統圖解
太陽能發電應用領域