今天小編給大家科普光伏發(fā)電的原理，以及光伏發(fā)電在我們生活中的作用，希望大家通過這篇文章能夠更加了解光伏。

光伏發(fā)電是根據(jù)半導體P-N結(jié)的光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。

1.什么是光伏發(fā)電？什么是分布式光伏發(fā)電?

光伏發(fā)電是指利用太陽能輻射直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式，光伏發(fā)電是當今太陽能發(fā)電的主流，所以，現(xiàn)在人們常說的太陽能發(fā)電就是光伏發(fā)電。

分布式發(fā)電是指在用戶場地附近建設，運行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用為主，多余電量上網(wǎng)，但在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特性的光伏發(fā)電設施。

分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原測，充分利用當?shù)氐奶柲苜Y源，替代和減少化石能源消費。

2.您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎?

1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發(fā)現(xiàn)在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應”。1930年，郞格首次提出用“光伏效應”制造太陽能電池，使太陽能變成電能。

1932年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池。

1941年奧杜在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應。

1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池，同年威克首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎳有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎳博膜，制成了太陽能電池，太陽光轉(zhuǎn)化為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來。

3.光伏電池是怎么發(fā)電的?

光伏發(fā)電是根據(jù)半導體P-N結(jié)的光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。

所謂“光生伏特”效應，就是當物體受到光照時，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化從而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應。當太陽光或其他光照射半導體的P-N結(jié)時，就會在P-N結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓，叫做光生電壓。在一塊完整的硅片上，用不同的摻雜工藝使其一邊形成N型半導體，另一邊形成P型半導體，兩種半導體的交界面附近的區(qū)域就稱之為P-N結(jié)。

可以把太陽能電池看作一個大面積平面P-N結(jié)。當太陽光照在太陽能電池上，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使外層的電子發(fā)生了越遷，成為了自由電子，并在原來的位置留下一個空穴，形成電子-空穴對，在P－N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，光生空穴流向P區(qū)，光生電子流向N區(qū)，在P－N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

4.光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成?

光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成.光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能，光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以利用也可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電加以利用，從另一個角度來看對于光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來，根據(jù)需要隨時釋放出來使用。

5.什么是配電網(wǎng)?配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電有什么關(guān)系?

配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網(wǎng)，是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關(guān)、無功補償電容、計量裝置以及一些附屬設施組成的一般采用閉環(huán)設計，并環(huán)運行，其結(jié)構(gòu)成輻射狀，分布式電源接入配電網(wǎng)使配電系統(tǒng)中發(fā)電與用電并存，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，短路電流大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。

6.為什么說光伏電力是綠色低碳能源?

光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一，在我國平均日照條件下安裝1千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)，1年可發(fā)出1200度電，可減少煤炭(標準煤)使用量約400千克，減少二氧化碳排放約1噸，根據(jù)世界自然基金會(WWF)研究結(jié)果：從減少二氧化碳效果而言，安裝1平米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當于植樹造林100平米，目前發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問題的有效手段之一。

7.如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件時消耗大量能源”的消息?

光伏電池在其生產(chǎn)過程中確實要消耗一定的能量，特別是工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒\多晶硅錠生產(chǎn)三個環(huán)節(jié)的能耗高，但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測算在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命期內(nèi)能量回報超過其能源消耗的15倍以上。在北京以最佳傾斜角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期為1.5-2年，遠底于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量，1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出，所以應該從全生命周期角度評定光伏電池的能耗。

8.如何看待有報道說”生產(chǎn)光伏電池組件會產(chǎn)生大量污染的消息?

光伏電池組件生產(chǎn)包括多晶硅、硅錠硅片、光伏電池組和光伏組件幾個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，相關(guān)污染的報道主要是指光伏組件的原材料、高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，高純多晶硅生產(chǎn)主要是使用改良西門子法，該法將冶金級硅轉(zhuǎn)化成三氯氦硅，在加氫氣還原成太陽能級多晶硅，另外會形成副產(chǎn)物氯化硅，四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當會產(chǎn)生污染問題，但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門子法已可做到閉環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣回收利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。2010年12月國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準入條件》，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯氣回收利用率不低于98.5%、99%，因此成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術(shù)完全滿足環(huán)保要求，不會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。

9.我們有多少太陽光可利用?它能夠成為未來主導能源嗎?

地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬倍，地表面每平方米平均每年接收到的輻射隨地域不同大約在1000-2000kWh之間，國際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)就足以滿足全球能源需求。太陽能光伏享有廣闊的發(fā)展空間，其潛力十分巨大。

據(jù)初步統(tǒng)計，我國僅利用現(xiàn)有的建筑安裝光伏發(fā)電其市場潛力就大約為3萬億千瓦以上，在加上西部廣闊的戈壁光伏發(fā)電市場潛力約為數(shù)十億千瓦以上，隨著光伏發(fā)電的技術(shù)進步和規(guī)模化應用，其發(fā)電成本還將進一步降低，成為更加具有竟爭力的能源供應方式，逐步從補充能源到替代能源并極希望成為未來的主導能源

無錫啟福自動化致力于光伏產(chǎn)線研究數(shù)十年，未來將給大家?guī)砀嘤嘘P(guān)光伏的內(nèi)容。