自人类诞生以来,一直深受太阳的惠泽。从动植物的生长,“日出而作、日落而息”的生活规律,到利用太阳光晾晒衣物,再到模仿太阳创造出冬季取暖用具……全球科学家对太阳能量的探究也从未止步。技术的进步,也让人类对太阳光的认知和运用不断取得新的突破。
技术演变
1839年,法国科学家贝克雷尔(Edmond Becquerel)迈出了重要一步,他发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。这就是“光伏”的起源。
但如何将电位差转换为可供人们使用的电能呢?接下“接力棒”的美国选手出场了!
100多年后的1954年,美国科学家恰宾、富勒和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池,这意味着,人类第一次掌握了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
光伏发电的原理
光伏发电的原理是利用半导体的光电效应。当太阳光照射到光伏电池上时,光子被半导体材料吸收,将光子的能量转换成电能,使半导体内部的电子被激发出来形成自由电子,并在半导体内部产生电位差。当外部电路连接时,自由电子会在半导体中不断移动,从而形成电流,产生电能。
为了让生成的直流电变成可供人们使用的交流电,技术人员又研究出了光伏发电系统。该系统主要由光伏电池、控制器和逆变器等组成,通过控制器和逆变器将电能调节成稳定的电流和电压,供给各种负载使用。
光伏发电的应用场景
这一下让“地球人”打开了新局面,与传统的燃料能源不可再生且污染严重相比,太阳辐射能不仅绿色无污染、廉价,而且是取之不尽用之不竭的存在,只要太阳存在,就能源源不断的产生能量。
即便是把地球表面0.1%的太阳能转化成电能,以20%转化率,每年发电量就可达4.1 x 10^10kW,相当于世界上能耗的15倍。于是,早在上世纪90年代,美国、日本、德国、瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国纷纷结合自身国情,制定了光伏发展计划。截止到2022年底,全球累计安装量已达1185GW。
应用场景
在中国,光伏发电产业发展迅猛,后来居上,成为全球光伏发电安装量增长最快的国家,2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍。这其中,既有进口国外的产品,也有启晶光电等一大批本土企业的俯首耕耘,深入结合用户需求,推出了一系列分布式光伏新能源电站解决方案,赢得了家庭用户和工业、商业用户的信任,在一定程度上加快了光伏发电电站的普及。
家庭屋顶光伏发电
适合安装在居民家庭屋顶,发电可供家庭日常使用,丰余电量也可并网销售。
工厂或商业光伏电站
安装在中大规模工厂厂房房顶或商业建筑屋顶,形成小规模电网。
大型光伏电站
在人迹罕至的荒野或沙漠地区,建造大型光伏电站,专门并入供电网络使用。
农业光伏
在农田中建造支架,支撑太阳能电池板,为农田提供稳定的电力,同时保护农作物,提高产量。
光伏助农
在一些农村地区,可以利用光伏发电技术,为当地村民提供电力,帮助村民节省用电开支,改善生活质量。
此外,光伏发电还可以应用于城市中的公共设施,如光伏公交站、光伏车棚、光伏公交等,以及路边的太阳能路灯、太阳能广告灯箱、太阳能射灯、太阳能垃圾桶等。随着技术的不断进步和成本的不断降低,光伏发电的应用场景还将不断扩大和扩展。
光伏发电,潜力无限!启晶光电,值得信赖!