第六组—光伏发电(1)2.pptx

光伏发电是一种利用半导体材料的光生伏特效应，将太阳能直接转化为电能的技术。这一过程涉及到太阳电池板（组件）、控制器和逆变器等关键组成部分。太阳电池板由多个电子元器件串联并封装保护，形成大面积组件，通过功率控制器形成完整的光伏发电装置。 光伏发电的工作原理基于半导体的光电效应。当太阳光照射在P-N结（由P型和N型半导体材料结合的区域）上时，光子的能量被电子吸收，使得电子克服内部引力逸出，形成光电子，导致P极区和N极区之间产生电势差，进而形成电流。这个过程既包括光能转化为电子动能，也包括电子在电场作用下形成电流，最终产生电能。 相比传统的火力发电，光伏发电有诸多优点：建设周期短，环保无污染，不受地理位置限制，可与建筑结合等。然而，它也存在一些不足，如能量密度低，需要大面积收集，发电成本相对较高，且光伏板制造过程可能对环境造成一定影响。此外，光伏电池的转化率受到材料性能限制，尽管有不同类型的电池，如单晶硅、多晶硅和薄膜电池，但目前普遍转化率在15%-23%之间，且存在效率衰减问题。 光伏发电系统主要分为独立光伏发电、并网光伏发电和分布式光伏发电。独立光伏发电不依赖电网，包括太阳能电池组件、控制器和蓄电池；并网光伏发电则直接将电力并入公共电网，有时需要配备蓄电池；分布式光伏发电是小型系统，适用于满足特定用户需求，通常在用户现场附近安装。 光伏发电系统的结构包括电池方阵、跟踪系统（确保最佳光照角度）、控制器（保护蓄电池过充/过放）、蓄电池组（储存电能）和逆变器（直流电转交流电）。近年来，随着技术进步，光伏发电成本已显著降低，投资成本降至8元/瓦以下，度电成本降至0.6-0.9元/千瓦时，且由于环保考虑，其成本优势日益显现，未来有望在能源领域扮演更重要的角色。