問題:太陽(yáng)能兩種發(fā)電形式是什么?
太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式,一種是光熱電轉(zhuǎn)換方式,另一種是光電直接轉(zhuǎn)換方式。
1、光熱電轉(zhuǎn)換
光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電,一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣,再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程;后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程,與普通的火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高,估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合,而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。
2、光電直接轉(zhuǎn)換
太陽(yáng)能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。黑體(如太陽(yáng))輻射出不同波長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)于不同頻率)的電磁波,如紅外線、紫外線、可見光等等。當(dāng)這些射線照射在不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體上,光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。射線的波長(zhǎng)越短,頻率越高,所具有的能量就越高,例如紫外線所具有的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外線。但是并非所有波長(zhǎng)的射線的能量都能轉(zhuǎn)化為電能,值得注意的是光伏效應(yīng)于射線的強(qiáng)度大小無關(guān),只有頻率達(dá)到或超越可產(chǎn)生光伏效應(yīng)的閾值時(shí),電流才能產(chǎn)生。能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生光伏效應(yīng)的光的**長(zhǎng)同該半導(dǎo)體的禁帶寬度相關(guān),譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此必須波長(zhǎng)小于1100nm的光線才可以使晶體硅產(chǎn)生光伏效應(yīng)。
知識(shí)拓展:
太陽(yáng)能的能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽(yáng)能),是太陽(yáng)中的氫原子核在超高溫時(shí)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(yáng)。
我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因?yàn)楦鞣N植物通過光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來后,再由埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成。此外,水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換來的。
太陽(yáng)能發(fā)電是利用電池組件將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽(yáng)能電池組件是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置,在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū),該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電,一些發(fā)達(dá)國(guó)家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。
從民用的角度,在國(guó)外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏--建筑(照明)一體化"技術(shù),而國(guó)內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。
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