离网太阳能光伏发电系统设计与应用(2)
1.太阳能光伏发电课题的研究
1.1 研究背景及意义
太阳能发电对世界的发展起着至关重要的地位，开发新能源以是人类研发的明确方向。当今社会，随着人类乱砍滥伐，煤、石油等化石燃料的大量燃烧，不断污染着环境，地球所承受的负载已经超出了它的极限，摆在人类面前只有一条路，开发绿色能源。据统计，全世界将近有20亿人口没有电可用，其中中国大约有5千万人口用不上电，其中我国西部地区占据了很大一部分。据统计，地球每年接受太阳能辐射的能量是相当巨大的，科学家们根据推算大约相当于130万亿吨煤燃烧所产生的能，如果这些太阳能都能被人类使用，那就会减少130万亿吨煤的燃烧。特别是在我国西藏地区，空气稀薄，透明度高，每天日照时数在6小时以上，年平均日照天数在270--335天之间，年日照时间比我国其他地区都要长，但是由于西部地区地势高俊，经济落后，远离公共电网所覆盖的范围，通过太阳能光伏发电系统进行发电，满足了当地居民的生活用电，离网太阳能光伏发电的研发对我国西部地区的发展具有重要的意义。总而言之，太阳能还具有很大的研究空间，我们要不断地去实践探究，使太阳能更大限度的为人类所使用，相信中国的太阳能光伏发电事业会越走越远！
1.2 太阳能光伏发电产业的前景
人类的生活离不开太阳能，许多绿色能源譬如风能、水能、潮汐能等都是人类研发的对象。光伏发电就是利用氢原子发生聚变释放出大量核能，这些能大都用于发电。据推断，氢的储量丰富，可被人类使用百亿年，而地球寿命不过几十亿年，从这个方面上讲，太阳能资源是非常巨大的。随着太阳能电池的研发，更加扩大了太阳能的应用领域，例如太阳能电池板的研发，让许多学校、公司等都可以自行发电，用于电脑、空调、太阳能路灯等的使用；太阳能手机、太阳能汽车等研发的设想已不再是幻想；除此之外，太阳能光伏发电还可以用作各种大型停车厂充电站等。目前，太阳能光伏发电是当今世界研究领域中最具有发展前景的发电技术，但是太阳能技术的开发也会遇到一些困难，科学技术水平不够先进，造价高，地域限制或气候影响导致太阳能转化效率低等问题，都需要我们认真考虑。太阳能光伏发电的研究领域还需人类进一步去研究，相信今后太阳能光伏发电技术会普及人类的日常生活，我国太阳能光伏发电事业在今后的发展会越来越辉煌。
2.太阳能光伏发电系统简介
2.1光电效应、光生伏打效应
（1）光电效应概述
当一束光照射到某些物质上时，将会致使材料电气性能的变化，也就是光能量向电能转换的过程。
（2）光生伏打效应概述
因为物体吸收光子，产生电动势称为光生伏打效应，也就是当光被照射到物体上时，物体内的电荷会发生剧烈运动，导致分布状态发生变化，由于受到这些电荷变化的影响，产生电动势和电流的一种效应[3]。太阳能的转换效率是大量实验研究结果的集中所在。25％是大量研究的理论预期效率。
（3）太阳能光伏发电的原理
太阳能光伏发电系统就是使用太阳能光伏(pv)半导体材料对太阳辐射的能直接转换成电能的系统（如下图1所示）。太阳能光伏发电就是利用太阳能的过程，具体可以概括以下三个过程：①当太阳能电池板被光照射到时，一定数量的光子就会剧烈运动，进而被太阳能电池板所吸收，这时在半导体内就会生产大量的异性电子－空穴对，电子带正电荷，空穴带负电荷；②半导体内存在大量电性相异的光生载流子，静电场就这样产生了，这些静电场可以将光生载流子分隔开；③电流通过外电路的太阳能电池的正吸收了光生载流子电子而带正电，负极分吸收了光生载流子空穴而带负电，电能就是由于电流的存在而产生[4]。
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