太阳能发电主要通过两种方式实现:光伏发电和热发电。以下是具体原理及应用方式:
核心原理
利用半导体材料(如硅)的光电效应,当太阳光照射时,光子激发材料产生电子-空穴对,形成电流。N型硅与P型硅的PN结形成闭合回路,实现光能到电能的直接转换。
系统组成
太阳能电池板 :由多个光伏电池组成,将直流电输出。
逆变器 :将直流电转换为交流电,供家庭或电网使用。
控制器 :管理充放电过程,保护电池。
应用场景
常见于屋顶电站、离网系统及小型分布式发电,具有清洁、可再生的特点。
工作流程
通过反射镜或透镜聚焦太阳光,加热工质(如水)产生高温蒸汽。
蒸汽驱动汽轮机旋转,带动发电机发电。
典型类型
集中式光热发电站 :需大面积场地和充足直射光,如大型电站。
光热式电站 :包括槽式、塔式等,适用于中小规模发电。
效率与成本 :单晶硅电池效率最高但成本高,多晶硅和薄膜电池性价比更优。
环保优势 :无温室气体排放,适合可持续发展。
以上两种方式可根据需求选择,光伏发电更灵活,热发电适合大规模集中利用。