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太阳能光伏板是如何工作的?

无论你走在哪里,你都会看到越来越多的光伏发电系统。大多数人已经知道太阳能电池板可以发电,并且可以将它们安装在家庭和企业中以节省电费或增加收益。



但是,如果您是好奇的人,并且偶尔问自己“太阳能电池板是如何工作的?”,请继续阅读,因为我们将在本文中揭开有关太阳能光伏发电的一些谜团。



太阳能电池板如何工作:从头开始



首先,让我们看看太阳。这是一个距离我们1.471亿千米的巨大核反应堆,它无时无刻的向地球输送能量,这种能量就是以称为“光子”的形式向宇宙中散射。



每小时到达地球表面的光子,提供的电力比我们在全世界一整年使用的电力还要多。



所有这些能量都是完全免费的,您可以自行利用。



以一种实用的方式利用这些能量——这正是太阳能光伏板所做的



太阳能电池板如何将阳光转化为电能?



太阳能电池板光伏发电是将许多太阳能电池片(photovoltaic缩写PV)集合在一起并覆盖上保护玻璃用铝合金框架固定在一起。这些光伏太阳能电池由半导体材料硅制成,并将它超薄切片。



每个光伏电池片都有一个负极层和一个正极层。负极有多余的电子,正极有容纳这些电子的空穴(可以想象章鱼丸子锅中还没放入丸子的状态)。电子在内建电场的作用下进行移动,同时会产生电压差,因此对于太阳能电池板,我们只需要一些能量来让电子挣脱当前的约束力,这样它们就会从负极层流到正极层。



是的,这个能量来源正是太阳。无时无刻撞击在地球表面的来自太阳的光子就是解决太阳能电池板如何工作这个问题的关键。



来自这些光子的能量使光伏电池负极中的电子挣脱磁力场束缚并使它们移动,这意味着我们现在有了可以流动的电流,这称为光伏效应。



这只是了解太阳能电池板如何工作的开始,因为这些电子需要导体通过,还要作用于电力设备。那么,这是怎么发生的呢?



我们为电子创建的路径称为电路。当它们离开电池片的负极时,我们希望它们流过我们的负载(比如我们的LED灯和家用电器),以便电子可以在它们到达电池片的正极层时为这些负载提供能量。



电流的流动很重要



太阳能光伏板光伏发电产生直流电 (DC),但我们在家中使用是交流电 (AC)。为了解决这个问题,我们光伏系统中添加了一个逆变器将直流电转换为交流电。



逆变器是决定太阳能电池板如何工作的关键因素,因为如果我们的光伏系统中没有逆变器,我们就无法利用太阳能电池板产生的电力做很多事情。



逆变器的主要类型是集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。



微型逆变器



微型逆变器是可以直接安装在太阳能电池板下方的小型设备。微型逆变器旨在处理来自一个(或有时是两个)太阳能电池板的电力,当场将直流电转换为交流电。一些制造商甚至将微型逆变器集成到太阳能电池板上,并将其称为“交流模块”。



组串式逆变器



较大的组串式逆变器,旨在转换大量光伏组件构成光伏阵列的直流电源。它们的尺寸小至 3 千瓦,大到200多千瓦。



使用这些太阳能逆变器,您可以将太阳能电池板以串联的形式连接在一起,并向逆变器提供直流电压。然后逆变器将其降低到适合安装系统的家庭或企业的交流电压光伏发电


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