太阳能发电原理实验报告_太阳能发电原理

1.为什么太阳光能够变成电？

2.太阳能发电站原理

3.太阳能的工作原理

4.太阳能电池板,发电原理是什么呢?

5.太阳能电池原理，详细点

太阳能发电站的原理是：

1、太阳能发电站是利用半导体材料的光电效应，将太阳能转换成电能的装置。

2、经由光照，在界面层发作的电子越多，电流越大。

3、界面层接纳的光能越多，界面层电池面积越大，在太阳能发电站中组成的电流也越大。

太阳能发电站发电方式有俩种，工作流程分别是：

1、光、热、动、电转换方式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热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电，与普通的火力发电一样，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，其投资比普通火电站贵5倍，优点是环保。

2、光、电直接转换方式该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。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而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变成电能，产生电流。

为什么太阳光能够变成电？

　（一）

太阳能电池板

：太阳能电池板是

太阳能发电系统

中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；

（二）

太阳能控制器

：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、

过放电

保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备

温度补偿

的功能。其他附加功能如

光控开关

、时控开关都应当是控制器的可选项；

（三）蓄电池：一般为

铅酸电池

，小

微型系统

中，也可用镍氢电池、

镍镉电池

或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）

逆变器

：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。

太阳能发电站原理

1985年10月8日，我国第一座太阳能发电站在甘肃省榆中县园子乡建成并正式运转发电。那么，为什么太阳光能够转变成电能呢？

太阳能是地球上绝大部分能源之“源”。但是，人类只利用了太阳能中极少的一部分。要想将太阳馈赠的“礼物”变得更有用，最好的办法就是将它转变成更便于利用的有效形式，比如人们日常生活中离不开的电。

利用太阳光来发电有两类方式：一类是太阳光直接发电，叫作太阳能光伏发电；另一类是太阳光间接发电，又叫太阳能光热发电。

在太阳能光热发电中，有一种称为聚光太阳能发电（简称CSP）的技术，即先用抛物镜将阳光聚集到充满合成油的吸热管上，等到合成油被阳光加热到约400℃时，再将热油输送至热交换器里，通过热交换器加热循环水，产生水蒸气，推动涡轮转动，从而带动发电机发电。太阳能光热发电与常规火力发电原理是类似的，只是热能不是来自煤炭的燃烧，而是来自太阳光，因此非常洁净。

与太阳能光热发电不同，光伏发电直接将阳光转变成电。科学家发现了一种能吸收阳光产生电能的半导体材料，它的这种特殊本领称为光伏效应。

光伏效应涉及两个最基本的过程，一个是电子—空穴对的产生，另一个是电子—空穴对的分离。

物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子里有电子。半导体也是一种物质，它里面也有电子。当半导体中的电子吸收阳光后，获得能量，变得异常“兴奋”，就从低能量态“跃”到高能量态。由于电子的离开，在低能量态的位置就留下了电子的一个“空座位”，科学家给这个空座位起名叫作“空穴”。因为电子带负电荷，所以空穴就带正电荷。这就是电子—空穴对的产生。

如果往水里加一点糖，就会变成糖水，加一点盐就会变成盐水。同样，如果在半导体里掺入两种不同的物质，例如加一点磷或者硼，半导体也会变成两种“味道”不同的半导体，一种称为n型半导体，另一种则叫p型半导体。如果把n型半导体和p型半导体接触在一起，界面上就会形成pn结。pn结界面上跨越着内建电场，能够将电子—空穴对分离，指挥所有电子到n型半导体这边“集合”，空穴则到p型半导体那边“集合”。这就是电子—空穴对的分离。

半导体中的电子在吸收阳光、获得能量后，便离开“座位”，产生了电子—空穴对。pn结中的内建电场将这些电子—空穴对分离，所有带负电荷的电子聚集在一边，而带正电荷的空穴聚集在另一边。在两边装上电极就构成了一个电池，这种电池就叫光伏电池或者叫太阳能电池。这就是阳光直接变成电的过程。

太阳能的工作原理

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1．太阳能电池组件

太阳能电池组件是发电系统中的核心部分，其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳能电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵（阵列），再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。

2．充电控制器

在太阳能发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。控制器主要功能如下：

1） 过充保护 避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。

2） 过放保护 避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。

3） 防反接功能 避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。

4） 防雷击功能 避免因雷击而损坏整个系统。

5） 温度补偿 主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。

6） 定时功能 控制负载的工作时间，避免能源浪费。

7） 过流保护 当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运。

8） 过热保护 当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。

9） 自动识别电压 对于不同的系统工作电压，自动识别，无须另外设置。

3．蓄电池

蓄电池作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来, 供负载使用。在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高, 同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。

4．逆变器

绝大多数用电器，如日光灯、电视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作，要想这类用电器能正常工作，太阳能发电系统需要将直流电变换成交流电，具有这种功能的电力电子设备称作逆变器。逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。

太阳能电池板,发电原理是什么呢?

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 一、太阳能发电方式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。 （1） 光—热—电转换方式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热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热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贵5～10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW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，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。 （2） 光—电直接转换方式该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。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而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变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。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.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；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，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的 电池板原料：玻璃，EVA，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热管、储水箱及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热器受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

太阳能电池板和太阳能热水器工作原理相差较远，唯一相同的是都吸收太阳能

太阳能电池原理，详细点

太阳能电池发电原理：\x0d\\x0d\太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。\x0d\当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。\x0d\\x0d\晶体硅太阳能电池的制作过程：\x0d\\x0d\“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程。\x0d\\x0d\太阳能电池的应用：\x0d\\x0d\上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势

太阳能电池发电原理:?太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，?非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。?P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。?

当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。