光伏科普：光伏发电基础小知识 - 深圳电力元件展

2024深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会将行于8月28日至8月30日在深圳国际会展中心（宝安新馆）举行，邀您关注今日深圳电子展新资讯：

“实施屋顶光伏开发行动、千家万户沐光行动”、“将更多金融资源投向风电、光伏发电等可再生能源领域”、“光伏扶贫效果显著”、“中国企业承建卡塔尔800MW光伏电站”……

近年来，随着科技的创新与发展，光伏逐渐走入大众视野。但若提及光伏究竟指什么，它如何发电，与我们的生活又有哪些关联，相信很多人都并不了解。今天就带大家一起详细了解光伏发电。

什么是光伏发电？

1839年

法国物理学家A.E.贝克勒尔意外发现

用两片金属浸入溶液构成的伏特电池

在受到阳光照射时会产生额外的伏特电势

这就是光生伏特效应

后来人们利用这个原理

制造出了可以发电的太阳能电池

我们知道

想要通电，首先得满足两个条件

1、有足够的自由电子

2、这些电子得定向移动

那么，光伏发电的具体原理是什么呢？

太阳能电池

是由两块硅板组合构成

电池为什么长这样？

原子是由原子核和电子构成的

而电子会分好几层围绕着核转

人们发现

通常最外层要有八个电子

原子才会比较稳定

但多数原子却达不到八个

比如说：硅原子

硅原子最外层电子数只有四个

因此不太稳定

注：动画小狗比喻电子

为保持稳定就必须再找四个电子

可多出来的电子从哪来呢？

没错，再找一个硅原子凑在一起

这样每个核周围都有八个电子

非常稳定

这就是普通硅板的结构

但这里的电子：

一不自由，二不定向移动

怎么通电呢？

我们可以在一块硅板里加点磷

因为磷的最外层有五个电子

比硅多一个

磷和硅加在一起

这块硅板就会多出很多自由电子

这种板也叫N型硅板

N型硅板

另一块硅板则加点硼

硼最外层有三个电子

比硅少一个

每个硼都少一个电子

硼和硅加在一起

这块硅板就会多出很多“空位”

这种板也叫P型硅板

P型硅板

两块不一样的硅板组合在一起

电子就有了生命

“运气好”的电子迅速占位

形成了中间部分——

既没有自由电子

也没有空位的稳定区域

磷的电子跑到了硼那里

它们各自开始带电

有正有负

于是在中间就形成了电场

所以对于外面的电子来说

就会受到一个来自电场的力

不让它们继续钻“空子”

中间的部分好比一个结界

所以也叫PN结

而电池在不工作时

就稳定在这种状态

这个电场力便是电子定向移动的关键

电池如何工作？

吸收太阳后的N型硅板

顿时“热闹”起来

因为PN结处产生的电势差

除了自由的电子

原来稳定的电子

也会离开原位，开始定向移动

电子“空位”由P极区往N极区移动

而电子由N极区向P极区移动

这样也就形成了电流

总而言之，“光伏”是一种利用半导体材料的“光生伏特效应”，是将光能转化为电能，从而为人类生活、生产提供电力的新型发电方式。

目前，光伏发电已经应用于交通、建筑、农业、乡村、电站、通信、医院、学校等场景，与我们的生活息息相关。

光伏发电有什么优点？

广泛性

太阳光照射地球表面，不限地域，无论陆地、海洋、高山或是平地，都可以开发利用，虽然照射时间和强度不同，但其分布广泛，不会因为地域或天气等原因无法获取。

无限性和可持续性

根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年。在生态污染愈加严峻的今天，太阳能资源取之不尽用之不竭，是一种真正可再生的清洁能源。

安装地点灵活

建筑物的屋顶开阔，拥有不受建筑物朝向影响、接受光照时间长、最大程度避免阴影干扰等优势。光伏发电不仅能够安装在住宅设施屋顶上，也能够安装在工业规模的设施中，通过太阳能发电获取电能来满足建筑物内的用电需求。在乡村振兴领域，屋顶分布式光伏技术的发展也可有效解决县域地区的用电问题。

绿色环保

光伏发电本身不消耗燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声。

提高国家能源稳定性

通过光伏发电，人们可以减少对化石燃料发电的依赖，有效避免能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，从而提高国家能源安全性。

运维成本低

光伏发电无机械传动部件，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛运用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

光伏发电在实现“双碳”

战略目标中的地位是什么？

要实现“碳达峰”“碳中和”的战略目标，零碳能源的占比至关重要，其中，光伏这种天然的可再生电力能源是零碳能源的重要组成部分。光伏发电的建设成本低、维护成本低、使用周期长、使用条件宽松、使用场景广泛等特点也奠定了其作为新能源、零碳能源在“碳达峰”“碳中和”目标实现过程中的支柱作用。尤其随着制造工艺的提升和制造规模的扩大，光伏发电成本已经低于传统化石能源发电成本，未来将成为中国能源的主力。

    文章来源：网易

2024深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会将于2024年8月28日至8月30日在深圳国际会展中心（宝安新馆）举行；深圳电子展更多资讯，详情请登陆官网 https://pcim.gymf.com.cn

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