太阳能发电原理和特点

太阳能发电的原理

太阳能发电是利用太阳能电池方阵将太阳能辐射能转换为电能的光电技术。

太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应，简言之，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其它光照射到半导体PN结时，就会在PN结两边出现电压，叫做光生电压。

太阳能发电系统由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分作用为：

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。

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。

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。

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。

太阳能光伏发电的优点

1、太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源，此外，不会受到能源危机和燃料市场不稳定因素的影响。

2、太阳能是随处可得，所以太阳能光伏发电对于偏远无电地区尤其适用，同时会降低长距离电网的建设和输电线路上的电能损失。

3、太阳能的产生不需要燃料，使得运行成本大大降低。

4、除了跟踪式外，太阳能光伏发电没有运动部件，因此不易损毁，安装相对容易，维护简单。

5、太阳能光伏发电不会产生任何废弃物，并且不会产生噪音、温室及有毒气体，是很理想的洁净能源。

6、太阳能光伏发电系统的建设周期短，而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活，发电系统的能量回收周期短；

太阳能光伏发电的缺点

任何事物都有其两面性，太阳能光伏发电虽然具以上优点，但是也有其缺点：

1、地理分布、季节变化、昼夜交替会严重影响其发电量，当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小，这就会影响用电设备的正常使用；

2、能量的密度低，当大规模使用的时候，占用的面积会比较大，而且会受到太阳辐射强度的影响；

3、光伏系统的造价还比较高，系统成本40000～60000元/kW，初始投资高，严重制约了其广泛应用；

4、年发电时数较低，平均1300h；

5、精准预测系统发电量比较困难。

6、相比于风力发电，光伏发电占用土地面积较大。