光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,电流便从P型一边流向N型一边,形成电流。
3、光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程和机械运动,不存在机械磨损。
5、光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。
7、光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长,晶体硅太阳能电池寿命可长达20-35年。
1、能量密度低:尽管太阳投向地球的能量总和极其巨大,但由于地球表面积也很大,而且地球表面大部分被海洋覆盖,真正能够到达陆地表面的太阳能只有到达地球范围太阳辐射能量的10%左右,致使在陆地单位面积上能够直接获得的太阳能量较少。
3、转换效率低:光伏发电的最基本单元是太阳能电池组件,光伏发电的转换效率指光能转换为电能的比率,目前晶体硅光伏电池转换效率为13%-17%,非晶硅光伏电池只有5%-8%。
5、受气候环境因素影响大:光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射,而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大,长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。