太阳能光伏技术基础知识：太阳能发电的2种方式介绍

上文我们介绍了什么是太阳能、太阳能的利用，以及我国各地区太阳能资源状况，本文主要介绍将太阳能转为电能的应用技术。

中国馆世博中心主题馆太阳能应用技术

在太阳能的有效利用中，太阳能发电系统是近些年来发展最快，也是最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。太阳能是一种辐射能，利用太阳能发电是将太阳光转换成电能。目前，太阳能发电有两种方式：一种是光→热→电转换方式，另一种是光→电直接转换方式。为此，人们研制和开发了太阳能电池，设计和建设独立、并网的光→电直接转换太阳能发电系统，有专家认为太阳能发电量最终将在电力供应中占20%（这个数据是几年以前根据市场来测算的，按照目前太阳能的发展前景和各个国家对可再生能源的政策倾斜，其占比远远不止这个数）。

(1)光→热→电转换方式。

槽式太阳能热发电流程

这种方式是通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的太阳能转换成工质蒸汽的热能，再驱动汽轮发电机发电。前一个过程是光—热转换过程，后一个过程是热一电转换过程，其发电工艺流程与普通的火力发电相似。太阳能热能发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站高5-10倍，一座1000MW的太阳能热电站需要投资20亿-25亿美元，平均lkW的投资为2000-2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算。所以，太阳能热能发电还不能与普通的火电站或特种相竞争。

迪拜700MW一塔三槽光热发电项目

(2)光→电直接转换方式。

光伏发电原理图-并网

光伏发电原理图-离网

这种方式是利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能，光→电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种基千光生伏特效应将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能转换成电能，在外电路上产生电流。将许多个太阳能电池串联或并联起来就可构成输出功率比较大的太阳能电池方阵。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用电的独立太阳能发电系统，这些特点是其他电源无法比拟的。

天合光能组件-电多多

太阳能电池也同晶体管一样，是由半导体构成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金材料。用于制造太阳能电池的高纯硅，要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池的工作原理是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。当太阳光或其他光照射到半导体的PN结时，产生光生电子一空穴对，在内建电场作用下，光生电子和空穴分离，太阳能电池两端出现异性电荷的积累，即产生“光生电压＂，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流“流过，从而获得电功率输出。

光伏应用领域

太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射，就能够把光能转变为电能，太阳能电池可发出相当于所接收光能的10%-20%的电。一般来说，光线越强，发出的电能就越多（当然温度也是影响发电效率的一个因素）。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射，将光能转变为电能，一般在太阳能电池板的上面都蒙有一层可防止光反射的膜，从而使太阳能电池板的表面呈紫色。