太陽能發電站的工作流程及原理,太陽能電站的工作原理是怎樣的

時間 2021-06-27 07:30:48

1樓:戎蘊秋梵

太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。

(1) 光—熱——動—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—動再轉換成電最終轉換過程,與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。

(2) 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

太陽能電池是一種大有前途的新型電源,具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長,只要太陽存在,太陽能電池就可以一次投資而長期使用;與火力發電相比,太陽能電池不會引起環境汙染。

原理,光生伏特效應:假設光線照射在太陽能電池上並且光在介面層被接納,具有足夠能量的光子可以在p型矽和n型矽中將電子從共價鍵中激起,致使發作電子-空穴對。介面層臨近的電子和空穴在複合之前,將經由空間電荷的電場結果被相互分別。

電子向帶正電的n區和空穴向帶負電的p區運動。經由介面層的電荷分別,將在p區和n區之間發作一個向外的可測試的電壓。此時可在矽片的兩邊加上電極並接入電壓表。

對晶體矽太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6v。

經由光照在介面層發作的電子-空穴對越多,電流越大。介面層接納的光能越多,介面層即電池面積越大,在太陽能電池中組成的電流也越大。

2樓:南海漁夫

制約太陽能發電的還是太陽能板的能量轉換效率

3樓:

下圖是一個併網太陽能發電站.

太陽能電池板發的電--交網逆變器--電網.

或離網系統:

太陽能電池板-太陽能控制器-蓄電池-逆變器-負載使用.

太陽能電站的工作原理是怎樣的?

4樓:廣西師範大學出版社

根據格拉塞爾的設想,波音公司設計了一個500萬千瓦的太陽能電站,電站設在地球靜止軌道上,日照時間不受黑天白晝以及氣象變化的影響,所以它比在地面上的日照時間要長6~15倍,日照強度也要強2倍?電站採用光電轉換的太陽電池?這種轉換比其他的形式(如熱電轉換)更為簡單,也更容易在空間生產和維修?

太陽能電池帆板上裝有140億個太陽電池,旁邊的反射鏡將陽光聚集在太陽電池上,使入射的光進一步增強,太陽電池將太陽能轉換為直流電,微波管又將直流電變成微波能量,最後由相控陣天線發射到地面接收站,並把它轉換成普通電網的電能?

5樓:水鄉情緣

太陽能的能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能),是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量,人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來後,再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。

太陽能電站的工作原理是怎樣的?

6樓:中地數媒

人口膨脹、能源危機、環境汙染是當前人類面臨的三大難題。石油、煤炭、天然氣等燃料,已經日趨貧乏了,有些科學家悲觀地估計,到公元2023年之際,這些燃料將接近枯竭。儘管各國正在千方百計地挖掘、開發新的燃料資源,但資源是有限的,因此探索新一代的能源,實際上已經被提到議事日程上來了。

那麼這新一代的能源又是什麼呢?目前科學家們有兩種設想,一種是原子能發電。但應用這一能源存在放射性廢物的安全保管問題,弄不好就會招致滅絕生物的大災難,當然也包括人類在內,因而這條途徑使人望而生畏。

另一種是向光芒四射的太陽要能量。

我們知道,太陽以光的形式,向宇宙空間源源不斷地輻射能量,每秒就相當於將550萬噸原煤的熱能運送給地球,然而這隻佔太陽輻射能的二十二億分之一。就是這二十二億分之一的能量,也只有64%萊到了地面,其餘的全被無情的大氣吞掉了,你想想看,這是多麼可惜呀!如果能在太空興建太陽能電站,把太陽能最大限度地轉換成電能,然後再輸送回大地,這該是多麼理想而又具有巨大的實際意義呀!

2023年美國工程師彼得·格拉塞爾,提出了在空間建立太陽能電站的大膽設想,一時間**為之譁然,有人譏笑說,這只不過是一個美妙的幻想。然而事隔不久,波音公司卻公佈了衛星太陽能電站的第一個設計,此後具體方案接二連三地提了出來。美、日、前聯邦德國等一些國家,十分重視太陽能電站的研究,多年以來,在進行了一系列可行性論證的基礎上,目前已經轉入工程論證和實驗研究階段。

美國能源部和宇航局組織了25個科研工業組織,對設計方案、空間技術、微波技術和低成本太陽電池生產工藝等,進行了廣泛的實驗研究,並發表了數十篇極有教益的研究報告。

太陽能電站的工作原理是怎樣的呢?根據格拉塞爾的設想,波音公司設計了一個500萬千瓦的太陽能電站,電站設在地球靜止軌道上,日照時間不受黑天白晝以及氣象變化的影響,所以它比在地面上的日照時間要長6~15倍,日照強度也要強2倍。電站採用光電轉換的太陽電池。

這種轉換比其他的形式(如熱電轉換)更為簡單,也更容易在空間生產和維修。太陽能電池帆板上裝有140億個太陽電池,旁邊的反射鏡將陽光聚集在太陽電池上,使入射的光進一步增強,太陽電池將太陽能轉換為直流電,微波管又將直流電變成微波能量,最後由相控陣天線發射到地面接收站,並把它轉換成普通電網的電能。

當然無可諱言,實現空間太陽能電站是一項極其龐大而艱苦的空間活動,它要在空間構造一座小城鎮那樣大小的龐然大物,不用說su的,僅在工程上就面臨著嚴重挑戰。

首先是能量轉換問題。電站的太陽電池帆板結構龐大,總重12400噸,中心旋轉軸的直徑達100米,而旋轉起來要非常穩定和準確。如此大的構件,在地面上建造是不可想像的,只能在空間工廠中加工製造。

根據計算,太陽電池的數量需要140億個呢!因此,電站成敗的關鍵,歸結為解決太陽電池的生產能力和鉅額的生產費用。近五年來,美國對單晶矽和多晶矽的生產技術正在加緊研究,力圖儘快滿足電站的要求。

另外,太陽電池的空間生產亦在積極研究之中,這項技術一旦實現,就為建立電站鋪平了道路。

第二是能量空間微波傳輸的問題。將太陽電池帆板所產生的直流功率轉換成微波功率時,要採用數百萬個大功率微波管。不過目前美國的生產能力基本上可以滿足建立電站的要求,這當然是令人樂觀的。

不過在這個環節中,還有發射天線和地面接收天線的製造問題需要加以解決。

發射天線是直徑為1千米的圓形相控陣天線,天線的子陣陣面為20平方米,天線的指向要十分精確。這種天線目前正處在論證階段,到投入生產還有一段路程。

地面接收天線也非同一般,它是一個長14千米、寬10千米的偶極子天線陣,接收的微波經過專門裝置整流後再投入電網。已經做過的模擬實驗表明,接收和整流效率為82%。

第三是空間生產和軌道搬運。美國宇航局和格魯曼公司研究了兩種電站組裝方法。一是低軌道組裝,即先在低軌道上建立一個700人左右的空間工廠,桁架結構和太陽電池均在這工廠生產和組裝,整個電站裝配完畢後,再用電力推動系統將它送到地球靜止軌道上去。

第二是靜止軌道組裝法。這就需要工廠設在靜止軌道上,人員和器材經低軌道過渡到靜止軌道工廠中,最終在那裡製造並組裝。這兩種方案都在實驗之中,一旦實驗成功就又掃除了一個大攔路虎。

一座太陽能電站需要建築材料10萬噸左右,空間作業人員數百人,怎樣把這麼多的人員和物資送到宇宙太空呢?根據上面介紹的兩種組裝方法,將分別採用不同的運載工具。對於低軌道方案來說,早期設想用單級火箭和太空梭運輸,運載量為70~200噸。

現在設想用兩級火箭推進的有翼飛行器——空間運輸船。它的起飛重量為11000噸,載重量已經相當可觀,每次可以將4000至4500噸的大批物資,送達施工現場。如此計算,空間運輸船隻要往返22次左右,即能把建造一座電站的器材全部運送完畢。

而由低軌道向高軌道轉送階段,將採用離子火箭發動機或化學推進劑工作的軌道運輸船。

綜上所述,太陽能電站的建立,儘管還有不少問題需要解決,但是,可以滿有信心地說,前景是美好的。按照美國宇航局的計劃,目前主要是在地面試驗裝配辦法,這一階段後期要發射一顆實驗性的發電衛星;第二階段要發射一顆發電能力為20~50萬千瓦的樣星,這一階段可望在近期完成;第三階段為全面實施階段,計劃到公元2023年建造印個500萬千瓦的衛星電站,公元2023年將突破100個大關。波音公司研究部負責人c.

r.伍德科克樂觀地預言:“在遙遠的未來,圍繞地球將有數百個衛星電站來滿足人類對能源的要求。”

為什麼要建造空間太陽能發電站,為什麼要在太空建太陽能電站?

廣西師範大學出版社 人口膨脹?能源危機?環境汙染是當前人類面臨的三大難題?石油?煤炭?天然氣等燃料,已經日趨貧乏了,有些科學家悲觀地估計,到公元2000年之際,這些燃料將接近枯竭?儘管各國正在千方百計地挖掘?開發新的燃料資源,但資源是有限的,因此探索新一代的能源,實際上已經被提到議事日程上來了?那麼...

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