Nguyên lý phát điện của bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Pin mặt trời là thiết bị phản ứng với ánh sáng và chuyển năng lượng ánh sáng thành điện năng. Có nhiều loại vật liệu có thể tạo ra hiệu ứng quang điện, chẳng hạn như silicon đơn tinh thể, silicon đa tinh thể, silicon vô định hình, gali arsenua, selen, indi, đồng, v.v. Nguyên tắc phát điện của chúng về cơ bản là giống nhau, và quá trình phát điện quang điện được mô tả bằng silicon tinh thể làm ví dụ. Si tinh thể loại P có thể được pha tạp với phốt pho để thu được silic loại N, tạo thành mối nối PN.
Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt của pin mặt trời, một phần photon bị vật liệu silicon hấp thụ; Năng lượng của photon được truyền đến nguyên tử silicon, khiến các electron trải qua quá trình chuyển đổi, trở thành các electron tự do tập trung ở hai phía của lớp tiếp giáp PN và tạo thành hiệu điện thế. Khi mạch ngoài được bật, dưới tác dụng của điện áp này, một dòng điện sẽ chạy qua mạch ngoài để tạo ra một công suất đầu ra nhất định. Thực chất của quá trình này là quá trình biến đổi năng lượng photon thành năng lượng điện.
1, Có hai cách phát điện mặt trời: một là phương pháp chuyển đổi điện nhiệt nhẹ, hai là phương pháp chuyển đổi trực tiếp điện nhẹ.
(1) Phương pháp chuyển đổi nhiệt năng nhẹ sử dụng nhiệt năng do bức xạ mặt trời tạo ra để phát điện. Nói chung, các bộ thu năng lượng mặt trời chuyển đổi năng lượng nhiệt hấp thụ thành hơi nước trung bình hoạt động, sau đó chạy tua-bin hơi nước để tạo ra điện. Quá trình trước đây là một quá trình chuyển đổi nhiệt nhẹ; Quá trình thứ hai là quá trình chuyển đổi nhiệt điện, tương tự như sản xuất nhiệt điện thông thường. Các nhà máy nhiệt điện quang điện mặt trời có hiệu suất cao, nhưng do mới ở giai đoạn công nghiệp hóa ban đầu nên mức đầu tư hiện nay cao. Một nhà máy nhiệt điện mặt trời 1000 MW cần vốn đầu tư từ 2 đến 2,5 tỷ USD, với mức đầu tư trung bình từ 2000 USD đến 2500 USD cho 1 kW. Do đó, nó phù hợp cho các dịp đặc biệt và quy mô nhỏ, trong khi việc sử dụng quy mô lớn là không kinh tế và không thể cạnh tranh với các nhà máy nhiệt điện hoặc điện hạt nhân thông thường.
(2) Phương pháp chuyển đổi quang điện trực tiếp Phương pháp này sử dụng hiệu ứng quang điện để chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Thiết bị cơ bản để chuyển đổi quang điện là pin mặt trời. Pin mặt trời là thiết bị biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện. Nó là một photodiode bán dẫn. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào điốt quang, điốt quang sẽ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện, tạo ra dòng điện. Khi nhiều pin được kết nối nối tiếp hoặc song song, chúng có thể trở thành một dãy pin mặt trời với công suất đầu ra tương đối lớn. Pin mặt trời là một loại nguồn năng lượng mới đầy hứa hẹn với ba ưu điểm chính: bền, sạch và linh hoạt. Pin mặt trời có tuổi thọ cao, miễn là mặt trời tồn tại, chúng có thể được đầu tư một lần và sử dụng lâu dài; So với nhiệt điện và điện hạt nhân, pin mặt trời không gây ô nhiễm môi trường; Pin mặt trời có thể có kích thước lớn, nhỏ và trung bình, từ các nhà máy điện cỡ trung bình với công suất một triệu kilowatt đến các gói pin mặt trời chỉ phục vụ một hộ gia đình, không thể so sánh được với các nguồn năng lượng khác.