上文我們介紹了什么是太陽(yáng)能、太陽(yáng)能的利用，以及我國(guó)各地區(qū)太陽(yáng)能資源狀況，本文主要介紹將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能的應(yīng)用技術(shù)。

中國(guó)館世博中心主題館太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)

在太陽(yáng)能的有效利用中，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是近些年來(lái)發(fā)展最快，也是最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項(xiàng)目之一。太陽(yáng)能是一種輻射能，利用太陽(yáng)能發(fā)電是將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能。目前，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。為此，人們研制和開(kāi)發(fā)了太陽(yáng)能電池，設(shè)計(jì)和建設(shè)獨(dú)立、并網(wǎng)的光→電直接轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，有專家認(rèn)為太陽(yáng)能發(fā)電量最終將在電力供應(yīng)中占20%（這個(gè)數(shù)據(jù)是幾年以前根據(jù)市場(chǎng)來(lái)測(cè)算的，按照目前太陽(yáng)能的發(fā)展前景和各個(gè)國(guó)家對(duì)可再生能源的政策傾斜，其占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)）。

(1)光→熱→電轉(zhuǎn)換方式。

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電流程

這種方式是通過(guò)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太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)蒸汽的熱能，再驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光—熱轉(zhuǎn)換過(guò)程，后一個(gè)過(guò)程是熱一電轉(zhuǎn)換過(guò)程，其發(fā)電工藝流程與普通的火力發(fā)電相似。太陽(yáng)能熱能發(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高5-10倍，一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20億-25億美元，平均lkW的投資為2000-2500美元。因此，目前只能小規(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。所以，太陽(yáng)能熱能發(fā)電還不能與普通的火電站或特種相競(jìng)爭(zhēng)。

迪拜700MW一塔三槽光熱發(fā)電項(xiàng)目

(2)光→電直接轉(zhuǎn)換方式。

光伏發(fā)電原理圖-并網(wǎng)

光伏發(fā)電原理圖-離網(wǎng)

這種方式是利用光電效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光→電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種基千光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能，在外電路上產(chǎn)生電流。將許多個(gè)太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可構(gòu)成輸出功率比較大的太陽(yáng)能電池方陣。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽(yáng)能電池可以大中小并舉，大到百萬(wàn)千瓦的中型電站，小到只供一戶用電的獨(dú)立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，這些特點(diǎn)是其他電源無(wú)法比擬的。

天合光能組件-電多多

太陽(yáng)能電池也同晶體管一樣，是由半導(dǎo)體構(gòu)成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金材料。用于制造太陽(yáng)能電池的高純硅，要經(jīng)過(guò)特殊的提純處理制作。太陽(yáng)能電池的工作原理是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)。所謂光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)物體受光照時(shí)，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射到半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，產(chǎn)生光生電子一空穴對(duì)，在內(nèi)建電場(chǎng)作用下，光生電子和空穴分離，太陽(yáng)能電池兩端出現(xiàn)異性電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓＂，這就是“光生伏打效應(yīng)”。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載就有“光生電流“流過(guò)，從而獲得電功率輸出。

光伏應(yīng)用領(lǐng)域

太陽(yáng)能電池只要受到陽(yáng)光或燈光的照射，就能夠把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?yáng)能電池可發(fā)出相當(dāng)于所接收光能的10%-20%的電。一般來(lái)說(shuō)，光線越強(qiáng)，發(fā)出的電能就越多（當(dāng)然溫度也是影響發(fā)電效率的一個(gè)因素）。為了使太陽(yáng)能電池板最大限度地減少光反射，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽话阍谔?yáng)能電池板的上面都蒙有一層可防止光反射的膜，從而使太陽(yáng)能電池板的表面呈紫色。