太陽能發電 太陽能的能源是來自地球外部天體的能源（主要是太陽能），是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物透過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來後，再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外，水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。 太陽能發電有兩大型別：一類是太Sunny發電（亦稱太陽能光發電），另一類是太陽熱發電（亦稱太陽能熱發電）。 太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式，在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。 太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能，它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電，鹼金屬熱電轉換，以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能透過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電，與常規熱力發電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。 結構原理 太陽能發電是利用電池元件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池元件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學特性實現P-V轉換的固體裝置，在廣大的無電力網地區，該裝置可以方便地實現為使用者照明及生活供電，一些發達國家還可與區域電網併網實現互補。目 前從民用的角度，在國外技術研究趨於成熟且初具產業化的是"光伏--建築（照明）一體化"技術，而國內主要研究生產適用於無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。 太陽能發電系統主要包括：太陽能電池元件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、使用者即照明負載等組成。其中，太陽能電池元件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。 太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元，因此蓄電池效能直接影響著系統工作特性。 電池單元 由於技術和材料原因，單一電池的發電量是十分有限的，實用中的太陽能電池是單一電池經串、並聯組成的電池系統，稱為電池元件（陣列）。單一電池是一隻矽晶體二極體，根據半導體材料的電子學特性，當太Sunny照射到由P型和N型兩種不同導電型別的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於P-N結勢壘區存在著較強的內建靜電場，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開路電壓Uoc。若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載，理論上講由P-N結、連線電路和負載形成的迴路，就有"光生電流"流過，太陽能電池元件就實現了對負載的功率P輸出。 理論研究表明，太陽能電池元件的峰值功率Pk，由當地的太陽平均輻射強度與末端的用電負荷（需電量）決定。 儲存單元 太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存，蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時間（發電時間）的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。 控制器 控制器的主要功能是使太陽能發電系統始終處於發電的最大功率點附近，以獲得最高效率。而充電控制通常採用脈衝寬度調製技術即PWM控制方式，使整個系統始終運行於最大功率點Pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障，如電池開路或接反時切斷開關。目 前日立公司研製出了既能跟蹤調控點Pm，又能跟蹤太陽移動引數的"向日葵"式控制器，將固定電池元件的效率提高了50%左右。 逆變器 逆變器按激勵方式，可分為自激式振盪逆變和他激式振盪逆變。主要功能是將蓄電池的直流 電逆變成交流電。透過全橋電路，一般採用SPWM處理器經過調製、濾波、升壓等，得到與照 明負載頻率f，額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統終端使用者使用。 發電系統反充二極體 太陽能光伏發電系統的防反充二極體又稱阻塞二極體，在太陽電池元件中其作用是避免由於太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發電或出現短路故障時，擂電池組透過太陽電池方陣放電。防反充二極體串聯在太陽電池方陣電路中，起單向導通作用。因此它必須保證迴路中有最大電流，而且要承受最大反向電壓的衝擊。一般可選用合適的整流二極體作為防反充二極體。一塊板的話可以不用任何二極體，因為控制器本來就可防反衝。板子串聯的話，需要安裝旁路二極體，如果是並聯的話就要裝個防反衝二極體，防止板子直接衝電。防反充二極體只是保護作用，不會影響發電效果。 發電原理 太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶矽，多晶矽，非晶矽，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體矽為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽，形成P－N結。 當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。
太陽能發電 太陽能的能源是來自地球外部天體的能源（主要是太陽能），是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物透過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來後，再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外，水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。 太陽能發電有兩大型別：一類是太Sunny發電（亦稱太陽能光發電），另一類是太陽熱發電（亦稱太陽能熱發電）。 太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式，在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。 太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能，它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電，鹼金屬熱電轉換，以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能透過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電，與常規熱力發電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。 結構原理 太陽能發電是利用電池元件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池元件（Solar cells）是利用半導體材料的電子學特性實現P-V轉換的固體裝置，在廣大的無電力網地區，該裝置可以方便地實現為使用者照明及生活供電，一些發達國家還可與區域電網併網實現互補。目 前從民用的角度，在國外技術研究趨於成熟且初具產業化的是"光伏--建築（照明）一體化"技術，而國內主要研究生產適用於無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。 太陽能發電系統主要包括：太陽能電池元件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、使用者即照明負載等組成。其中，太陽能電池元件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。 太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元，因此蓄電池效能直接影響著系統工作特性。 電池單元 由於技術和材料原因，單一電池的發電量是十分有限的，實用中的太陽能電池是單一電池經串、並聯組成的電池系統，稱為電池元件（陣列）。單一電池是一隻矽晶體二極體，根據半導體材料的電子學特性，當太Sunny照射到由P型和N型兩種不同導電型別的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於P-N結勢壘區存在著較強的內建靜電場，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開路電壓Uoc。若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載，理論上講由P-N結、連線電路和負載形成的迴路，就有"光生電流"流過，太陽能電池元件就實現了對負載的功率P輸出。 理論研究表明，太陽能電池元件的峰值功率Pk，由當地的太陽平均輻射強度與末端的用電負荷（需電量）決定。 儲存單元 太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存，蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時間（發電時間）的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。 控制器 控制器的主要功能是使太陽能發電系統始終處於發電的最大功率點附近，以獲得最高效率。而充電控制通常採用脈衝寬度調製技術即PWM控制方式，使整個系統始終運行於最大功率點Pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障，如電池開路或接反時切斷開關。目 前日立公司研製出了既能跟蹤調控點Pm，又能跟蹤太陽移動引數的"向日葵"式控制器，將固定電池元件的效率提高了50%左右。 逆變器 逆變器按激勵方式，可分為自激式振盪逆變和他激式振盪逆變。主要功能是將蓄電池的直流 電逆變成交流電。透過全橋電路，一般採用SPWM處理器經過調製、濾波、升壓等，得到與照 明負載頻率f，額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統終端使用者使用。 發電系統反充二極體 太陽能光伏發電系統的防反充二極體又稱阻塞二極體，在太陽電池元件中其作用是避免由於太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發電或出現短路故障時，擂電池組透過太陽電池方陣放電。防反充二極體串聯在太陽電池方陣電路中，起單向導通作用。因此它必須保證迴路中有最大電流，而且要承受最大反向電壓的衝擊。一般可選用合適的整流二極體作為防反充二極體。一塊板的話可以不用任何二極體，因為控制器本來就可防反衝。板子串聯的話，需要安裝旁路二極體，如果是並聯的話就要裝個防反衝二極體，防止板子直接衝電。防反充二極體只是保護作用，不會影響發電效果。 發電原理 太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶矽，多晶矽，非晶矽，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體矽為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽，形成P－N結。 當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。