太阳能电池板是ob体育官网登录界面如何工作的?

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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ob体育官网登录界面
ob体育官网登录界面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。图片来源:科学预警

放眼望去,你会看到越来越多的太阳能电池板拔地而起。ob体育官网登录界面大多数人都知道太阳能电池板可以发电,而且可以安装在家庭和企业ob体育官网登录界面中,以节省电费。

但如果你很好奇,发现自己在问:“太阳能电池板是怎么工作的?”ob体育官网登录界面,继续读下去,我们将在这篇博客中揭开一些围绕太阳能的神秘面纱。

太阳能电池板是ob体育官网登录界面如何工作的:从头开始

首先,让我们看看太阳。这是一个距离我们9300万英里远的巨大核反应堆它以微小的包的形式向四面八方喷射能量光子

每小时有足够多的光子到达地球表面,提供的电力比我们在世界各地用一整年还要多。

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所做的。ob体育官网登录界面

太阳能电池板是ob体育官网登录界面如何将阳光转化为电能的?

太阳ob体育官网登录界面能电池板是许多光伏电池的集合,上面覆盖着保护玻璃,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“光伏模块”。ob体育官网登录界面这些光伏太阳能电池是由半导体材料制成的,通常是硅,被切得非常薄。

太阳能电池板的层,包括框架、接线ob体育官网登录界面盒、背板、电池、密封剂和玻璃
ob体育官网登录界面太阳能电池板有很多层。PV电池层是发电的地方。其他层,如玻璃和封装层,是为了保护光伏电池,使模块可以正常发电。图片来源:Aurinka光伏集团

每个PV电池有一个负极层和一个正极层。负极层有多余的电子,正极层有空间容纳这些电子。电是移动电子的,所以太阳能电池板要发电,我们只需要一些能量把电子撞散,让它们从负极ob体育官网登录界面层流到正极层。

提示太阳。来自太阳的光子整天撞击地球表面,这是回答太阳能电池板如何工作的关键。ob体育官网登录界面

来自这些光子的能量将PV电池负极的电子击散,使它们移动,这意味着我们现在有了电流流动。这叫做光生伏打效应

光伏效果图与太阳能电池板,阳光,电子流和更多ob体育官网登录界面
当阳光照射到太阳能电池上时,太阳能电池中的电子开始在电路中移动。这就是为什么太阳能电池能够产生电力为我们的家庭供电!

但这只是了解太阳能电池板如何工作的开始,因为这些电子需要一个跟随的路径,而且电能必须是一种有用的形式。ob体育官网登录界面这是怎么发生的呢?

我们为电子创造的通道叫做电路。当它们离开PV电池的负极层时,我们希望它们流经我们的负载(比如我们的灯和电器),这样电子就可以在这些负载到达PV电池的正极层时给它们提供能量。

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电流的流动很重要

太阳能电ob体育官网登录界面池板产生的是直流电(DC),但我们在家里使用的是交流电(AC)。为了解决这个问题,我们在电路中增加了一个逆变器。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如何工作的关键因素,因为在我们的光伏系统中没有逆变器,我们无法利用太阳能ob体育官网登录界面电池板产生的电力。

逆变器有很多形状和大小,你应该使用的一个取决于几个因素,包括:

  • 成本:微逆变器产生更多的输出,但通常更昂贵
  • 太阳能电池板的一部分是否会被遮挡:如果使用了字符串逆变器,任何阴影都会导致输出严重下降

逆变器的两种主要类型是微逆变器和串逆变器

生产l型逆变器a

微逆变器是一种小型设备,可以安装在太阳能电池板的正下方。ob体育官网登录界面微逆变器设计用于处理来自一个(有时是两个)太阳能电池板的电力,就地将直流转换为交流。ob体育官网登录界面一些制造商甚至在太阳能电池板的设计中集成了微逆变器,并称之ob体育官网登录界面为“交流模块”。

字符串逆变器

较大的“串”逆变器,也称为中央逆变器,设计用于转换许多光伏模块的直流电源。小到3千瓦,可用于10-12个太阳能电池板,大到5兆瓦,可从多达2万个太阳能电池板转换电能。ob体育官网登录界面

微变频器和串变频器

使用这些类型的串太阳能逆变器,你将把太阳能电池板连接在一系列的“串”,并向逆变器输入直流电压。ob体育官网登录界面然后逆变器将电压降至适合安装系统的家庭或企业的交流电压。

当你安装太阳能时,找出哪种类型的逆变器将节省你最多的钱

什么是太阳能效率?它的真正含义是什么?

效率等级衡量的是照射到太阳能电池的阳光转化为可用电能的百分比。效率越高,太阳能电池板满足能源需求所需的表面积就越小——但价格也就越高。ob体育官网登录界面

有些人把更高的效率水平与更高质量的面板联系在一起,但这并不一定是真的。高效率意味着你的太阳能光伏系统将利用更少的空间在你的屋顶。因此,那些居住在高密度地区,太阳能空间非常有限的人通常更关心效率水平。

太阳能电池板是ob体育官网登录界面如何工作的:将它们全部连接在一起

为了完成太阳能电池板如何工作的故事,在一个标准的并网系统中ob体育官网登录界面,来自逆变器的交流电输入到家庭或商业建筑。交流电驱动着电灯、电器、电脑、空调和机器等电器负载。

净计量在美国,如果太阳能ob体育官网登录界面电池板产生的电力超过了这些负荷所使用的电力,那么多余的能量就会被输送给公用事业公司。多余的电量会被电表记录下来,电力公司会给你赊账。如果负载需要比太阳能电池板产生的更多的电力,那么额外的电力需要来自公用事业公ob体育官网登录界面司,你用完你已经建立的信用。

在这个月底,电力公司会把你给他们的电费和你用的电费结清。

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现在你已经知道了“太阳能电池板是如何工作的?”ob体育官网登录界面,你可以去找当地的太阳能公司为你安装一些。

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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·凯尔索在2005年开始了她的太阳能职业生涯,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,她参与了行业的许多领域,并获得了NABCEP光伏安装专业和NABCEP光伏技术销售证书。

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