太阳能发电原理概述
分类:L生活图

昨天介绍友达的太阳能概念笔电, 有几位网友来信想知道太阳能发电原理, 所以小弟就来聊一下太阳能相关的资讯供大家参考, 如果有错误也请大家指正~

先来说说为何绿色能源开发是如此的重要. 据估狗来的讯息, 石油剩余开採年限约40年, 石油每年佔世界能源总消耗量约40%, 为能源首要之冠. 其次为天然气与煤矿, 每年佔世界能源总消耗量各约25%, 天然气尚可开採约60年, 煤炭则还可开採230年. 再者为铀, 每年佔世界能源总消耗量约7%, 还可开採约70年. 最后水每年佔世界能源总消耗量约3%. 因此, 各国竞相积极开发绿色能源, 例如:太阳能、地热、风力、火力、水利发电…, 其中太阳能是取之不尽、用之不竭, 且无污染, 能高度自由利用的能源, 为最佳选择.

根据不知哪里来的计算, 太阳辐射能每秒钟到达地球地面的能量约80万千瓦, 如果能把地球表面0.1%的太阳能转为电能, 转换率为5%时, 则每年发电量可达5.6x1012万千瓦, 相当于目前世界上能耗的40倍.

接着, 继续聊一下太阳能电池. 太阳能板材料主要以半导体材料为主(P-N type), 主要在纯硅中掺入三价的硼原子, 因硼原子缺少一个价电子和硅原子产生链结, 就会形成电洞, 即P型半导体. 同样掺入五个价电子的磷原子, 磷原子会和邻近的硅原子形成共价键, 此时会多出一个自由电子, 即N型半导体.

太阳能发电原理, 简单说就是光照射到材料上所造成的「光起电力」行为, 利用太阳电池上的硅晶吸收0.4μm~1.1μm波长的太阳光, 透过P型半导体与N型半导体使其产生电子(负极)与电洞(正极), 同时分离电子与电洞产生压降, 再经由导线传输到负载, 以达成发电.
太阳能发电原理概述

接下来, 来聊一下太阳能电池, 大致上可分晶圆与薄膜两大型. 目前主流的太阳能电池为单晶硅, 据官方提供资料, 转换效能约17%. 至于次世代的薄膜太阳能, 据了解, 将会是未来开发的重点方向. 单晶硅与薄膜式太阳能电池主要差异在于室内转换效能, 单晶硅太阳能电池在室内使用时, 转换效能将衰减到室外的十分之一, 但薄膜式太阳能电池, 室内与室外的转换效能差异并不大. 主要因素在于光谱, 室外光为全波段, 室内光缺少了红外线光谱, 单晶硅太阳能少了红外线光谱时, 转换效能就大为退化, 但薄膜式太阳能并不会有此问题, 因此室内与室外的转换效能差异并不大. 但目前薄膜式太阳能电池转换效能只有约5%, 且生产成本仍高于单晶硅, 因此目前太阳能电池主流仍为单晶硅的天下.
太阳能发电原理概述

最后把太阳能发电模组分解如下图所示, 外框一般为铝框, 内层为强化玻璃, 以免外力撞击导致太阳能cell破裂, 在太阳能cell与强化玻璃、背板(热真空层)之间各有一层PET材质保护膜, 避免水气渗透, 太阳能电力则透过接线盒输出.
太阳能发电原理概述

林林总总说了一堆, 也不知道各位大大有没有了解, 不过不懂也没关係, 只要知道太阳能是目前最乾净的能源之一即可. 或许在日照日数很长与土地众多的第三世界, 可以靠着这个发电技术, 成为第二个中东的富裕国家也说不定.
太阳能发电原理概述

上一篇: 下一篇:
猜你喜欢
热门排行
精彩图文