太阳能电池板是如何工作的?

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一排排地面安装的太阳能电池板,背景是升起的太阳
太阳能电池板正变得越来越普遍,但没有多少人确切知道它们是如何工作的。图像来源:科学警报

无论你在哪里看,你都会看到越来越多的太阳能电池板冒出来。大多数人已经知道,太阳能电池板可以发电,可以安装在家庭和企业中,以节省电费。

但是,如果你是好奇的类型并发现自己问,“太阳能电池板如何工作?”,继续阅读,因为我们在这篇博客中揭开了一些周围的太阳能的谜团。

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9300万英里的巨大核反应堆,它以称为光子.

每小时都有足够的光子到达地球表面,提供的电能超过我们一整年在全世界使用的电能。

诀窍在于以一种有用的方式利用这种能量——这正是太阳能电池板的作用。

太阳能电池板如何将阳光转化为电能?

太阳能电池板是许多光伏(PV)电池的集合,这些电池被保护玻璃覆盖,并用金属框架固定在一起。这就是为什么太阳能电池板的官方名称是“光伏组件”。这些光伏太阳能电池是由半导体材料制成的,通常是超薄切片的硅。

太阳能电池板的层,包括框架,接线盒,底片,电池,密封剂和玻璃
太阳能电池板有很多层。光伏电池层是发电的地方。其他层,如玻璃层和封装层,用于保护光伏电池,使组件能够正常发电。图像来源:Aurinka Photovoltaic Group.

每个光伏电池都有一个负极层和一个正极层。负层有额外的电子,而正层有空间容纳这些电子。电是移动电子的,所以对于太阳能电池板发电来说,我们只需要一些能量来撞击这些电子,使它们从负层流向正层。

暗示太阳。阳光下的光子整天都在击中我们的星球表面,是回答太阳能电池板如何工作的问题的关键。

这些光子产生的能量使光伏电池负极的电子松动,并使它们移动,这意味着我们现在有了电流。这就是所谓的光伏作用.

光伏效果图形与太阳能电池板,阳光,电子流等等
当阳光击中太阳能电池时,太阳能电池中的电子开始在电路中移动。这就是太阳能电池如何能够为我们提供电力的电力!

但这只是理解太阳能电池板工作原理的开始,因为这些电子需要一条路径来跟随,而电必须是有用的形式。那么,这是怎么发生的呢?

我们为电子创建的路径称为电路。当它们留下光伏电池的负层时,我们希望它们流过我们的负载(如我们的灯和设备),因此电子可以向这些负载提供能量,因为它们使其进入PV电池的正层。

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电流是重要的

太阳能电池板产生直流电,但我们在家里使用的是交流电。为了解决这个问题,我们在电路中增加了一个反相器。然后,逆变器将直流电源转换为交流电源。

逆变器是决定太阳能电池板工作方式的关键因素,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。

逆变器来自许多形状和大小,您应该使用的尺寸取决于几个因素,包括:

  • 费用:微型逆变器输出更多,但通常更昂贵
  • 太阳能电池板的一部分是否会被遮挡:如果使用串逆变器,则在输出中的任何阴影都会导致主要滴

两种主要类型的逆变器是微型逆变器和串级逆变器.

微型逆变器

微逆变器是可在太阳能电池板下安装的小器件。微逆变器旨在从一个(或有时两个)太阳能电池板处理电力,当场将DC转换为AC。一些制造商甚至使太阳能电池板与微型器集成在设计中,并称为“AC模块”。

串逆变器

较大的“串”逆变器,也称为中央逆变器,用于转换许多光伏组件的直流电源。这些太阳能电池板的功率小到3千瓦,可用于10-12块太阳能电池板,大到5兆瓦,可转换多达20000块太阳能电池板的功率。

微型逆变器和串变换器

使用这些类型的串式太阳能逆变器,您可以将太阳能电池板串联在一起,并向逆变器提供直流电压。然后,逆变器将其降低到适用于安装系统的家庭或企业的交流电压。

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太阳能效率是什么,它真正的意思是什么?

效率评级测量击中太阳能电池的阳光百分比,使转换为可用电力。效率越大,太阳能电池板的表面积越越大,符合您的能量需求 - 但价格标签越高。

有些人用更高质量的面板将更高的效率水平与更高的面板联系起来,但这并不一定是真的。高效率意味着您的太阳能光伏系统将在屋顶上使用更少的空间。因此,生活在高密度区域并为太阳能非常有限的空间通常更关注效率水平。

太阳能电池板是如何工作的:将其连接在一起

为了完成太阳能电池板如何工作的故事,在标准,网格系列系统中,来自逆变器的交流电力进入家庭或商业建筑。交流电源运行电荷,如灯,电器,电脑,空调和机械。

净计量如果太阳能电池板产生比那些负载更多的功率,那么多余的能量被送到公用事业公司。电表跟踪该电量过剩的电力,公用事业公司将为您提供信誉。如果负载需要比太阳能电池板产生更多的功率,那么所需的额外电量来自公用事业公司,您可以使用您建立的信用。

在月底,电力公司将结算你给他们的电费和你用电的费用。

您可以阅读有关净计量工作原理的更多信息这里.

现在你有答案“太阳能电池板如何工作?”,你可以进入找到一个当地的太阳能公司来为您安装一些!

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-太阳评论的作者

凯瑟琳凯尔索

SolarReviews内容顾问

凯瑟琳·凯尔索(Catherine Kelso)于2005年开始了她的太阳能事业——修理基于电池的逆变器,并为离网系统提供技术支持。从那时起,她参与了该行业的许多领域,并获得了NABCEP光伏安装专业证书和NABCEP光伏技术销售证书。

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