“熊猫”光伏发电是利用电势差的原理来把光能转发为电能。
世界上首座熊猫外形的光伏电站在山西大同郊外落成,近日已开始正式并网发电。电站由黑白两种颜色组成。如果从高处俯瞰,熊猫的黑色部分,比如爪子和耳朵,由单晶体硅太阳能电池组成白色部分由薄膜太阳能电池组成。
大同熊猫电站鸟瞰图(图片来自网络)
据悉,全部投入使用后,电站能在25年内提供32亿千瓦时的绿色电力,相当于节约煤炭105.6万吨,减少二氧化碳排放270万吨。
这只被网友们成为“世界上最可爱的发电站”是怎么工作的呢?这主要依靠的是太阳能光伏发电。
太阳能光伏发电原理
在国际市场硅原材料持续紧张的背景下,薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。
太阳光能照射在一些特殊材料上,会引起材料中电子的移动,形成电势差。太阳能光伏发电,就是依据这个原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。
“国宝”发电站(图片来自新华网)
利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,即当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被太阳能材料吸收,光子激发电子跃迁至导带成为自由电子。于是不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生了电位差。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流。太阳光光伏发电过程其实就是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程。
太阳能光伏发电示意图(图片来自网络)
光伏电池的基本结构
光线照射在光伏电池上产生出光生电流和电压,从而获得电功率。这一转变过程首先需要材料吸收光线,使电子获得更高的能量,接着具有更高能量的电子从电池移动到外电路中,释放出额外的这部分能量,再回到太阳能电池中。
太阳能电池工作的基本过程:产生光生载流子——收集光生载流子从而产生电流——产生较大的光生电压——将产生的功率分配给负载及寄生电阻。
太阳能电池工作的基本结构(图片来自网络)
光伏发电电池类型
光伏电池分为晶体硅电池和薄膜电池。晶体硅太阳能电池包括单晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池。
其中,单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池,它的构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。高纯的单晶硅棒是单晶硅太阳电池的原料,硅纯度要求99.999%,为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。
熊猫发电站的黑色部分由单晶硅太阳能电池组成(图片来自网络)
薄膜电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池,目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有三种:硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。
硅基薄膜太阳能电池(图片来自网络)
光伏发电的其他用途
除了光伏电站外,光伏发电还有很多应用实例,小到太阳能充电器、太阳能路灯、太阳能航标灯,大到太阳能汽车、人造卫星、月球车、太阳能飞行器、光伏建筑一体化等。
人造卫星的太阳能充电板(图片来自网络)
中国是目前世界上太阳光伏组件市场出口份额最大的国家之一,我国目前的太阳能发电产业正步入专业化、规模化和国际化的健康发展轨道。
图片来自网络
富硒高钙羊奶粉的作用羊奶粉的好处是含有丰富的维生素,可以促进智力发育,提高身体素质。羊奶中主要成分就是乳糖,这种物质能够很好的起到调节胃酸的作用,这对于促进肠道蠕动以及消化腺分泌具有重要的作用。
乳糖在人体中消化之后就会成为半乳糖,这种物质能够直接被人体所吸收,并且经过分解之后形成的乳精还能够促进脑苷等等的生成,这对于智力发育就非常重要的影响。乳糖在进入肠道之后,能够哟徐的促进有益乳酸菌的生长,这样就能很好的促进身体对于钙质等等的吸收。
羊奶中维生素含量是非常丰富的。每天早晚服用一瓶羊奶,不仅能够令疲劳感顿时消除,同时还能够令自己拥有更加饱满的精神迎接挑战。羊奶中含有大量人体所需要的维生素、乳糖等,这对于维持人体的正常运转具有非常重要的作用。
羊奶含蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素A、维生素B、钙、钾、铁等营养成分。现代营养学研究发现,羊奶中的蛋白质、矿物质,尤其是钙、磷的含量都比牛奶略高维生素A、B含量也高于牛奶,对保护视力、恢复体能有好处。和牛奶相比,羊奶更容易消化,婴儿对羊奶的消化率可达94%以上。
羊奶味甘、性温,入胃、心、肾经有滋阴养胃、补益肾脏、润畅通便、解毒的作用可用于虚痨羸瘦、消渴、反胃、呃逆、口疮、漆疮等症。治小儿口疮,以羊奶细细沥于口中对生漆疮的患者,取羊奶汗涂搽于患部即可。
现代人面对紧张的工作、沉重的压力,每天喝杯羊奶,可帮助舒缓精神压力,使思想与身体得到休养生息的机会。随着羊奶粉制作工艺的进步,市场上的牛羊奶粉和羊奶粉的营养价值相差不大,如果是放养在山地的羊,因为山地水源的草质等方面不同,羊奶和牛奶中的微量元素会有所不同。
、热敏电阻。热敏电阻是一种电阻值对温度非常敏感的电阻器,这种电阻一般由单晶、多晶等半导体材料制成,其种类较多,如根据阻值的温度数可分为阻值随温度升高而减少的负温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而增加的正温度系数热敏电阻;如按阻值随温度变化的大小及变化速度;可分为缓变型和突变型两种;如按电阻器受热的方式来分,可分为直热式和旁热式两种;按其形状、结构来分,还可分为棒状、圆片、方片、珠状,线管状、薄膜及厚膜等热敏电阻,热敏电阻的主要特点是对温度灵敏度高、热惰性小、寿命长、体积小和结构简单。在温度测量、控制、火灾报警、气象探空、微波和激光功率测量等领域内应用较多。二、光敏电阻。光敏电阻是根据半导体光效应原理制成的一种电阻元件,其阻值可随着入射光线的强弱而发生变化,光敏电阻一般由玻璃基片、光敏层、电极等部份组成,根据光敏层所用的材料,可以分为多晶光敏电阻和单晶光敏电阻、根据光敏电阻的光谱持性,又可分为紫外光光敏电阻、可见光光敏电阻以及红外光光敏电阻。紫外光光敏电阻对紫外线反应十分灵敏,可用于探测紫外线;可见光光敏电阻主要用于各种光电自动控制系统,主要有硒、硫化镉、硒化镉、硫化锌等光敏电阻,一般用于各种光电自动控制系统。
三、压敏电阻。压敏电阻是一种在两端施加电压到某一特定值时,其电阻值急剧变小的敏感电阻器,根据制作的材料不同可分为碳化硅压敏电阻、硅压敏电阻、金属氧化物压敏电阻和钛酸钡压敏电阻等。按其结构可分为体型压敏电阻、结型压敏电阻、单颗粒层压敏电阻和薄膜压敏电阻等,按其伏安特性可分对称型压敏电阻和非对称压敏电阻。其性能参数为标称电压、标称电流、非线性系数、通流能力和电压温度系数等,压敏电阻主要用于过压保护和稳压电路之中。
四、磁敏电阻。磁敏电阻又叫磁控电阻。它是利用磁阻效应制成的,它的显著特点是:在弱磁场中阻值与磁场的关系按平方律增加,在强磁场中则按线性增加,磁敏电阻具有很高的灵敏度,但不能判断磁场方向,而且受温度影响大,磁敏电阻的阻值随磁场的变化而变化。利用磁敏电阻的变化,可以精确地测试出磁场相对于磁敏电阻的位移,磁敏电阻还可以用来制作无触点开关,在测量技术,自动控制和信号处理等方面大有作为。
五、力敏电阻器。如果在半导体晶体上施加压力,除产生形变外,晶体内部的对称性将发生变化,即导电机理发生变化,从而使晶体的导电率也发生了变化,这种由于外力引起半导体材料电阻率变化的现象称为半导体的压阻效应,这个原理也就是力敏电阻的制作原理、力敏电阻可实现力、位移和扭矩等物理量的电转换。因而用它可以做成转矩计、延度计、张力计、加速度计、半导体话筒和各种压力传感器等。
六、气敏电阻。这是一种利用半导体表面吸收某种气体分子后发生氧化或还原反应,而使电阻率改变的特性所制成的一种敏感电阻。通常根据材料的配比和结构不同而分为N型、P型,N型气敏半导体遇还原性气体时,以正离子状态吸附在其表面、使导带电子密度增加,从而电阻减小。P型金属氧化特半导体遇到能提供电子原性气体时,电阻增大,而遇到吸引电子的氧化性气体时,则电阻减小。气敏电阻也是一种新型的半导体元件,它可以做成各种气敏探测器,在各种管道和密封系统的探漏、环境监测、防火和自动控制方面有独到的作用。
七、湿敏电阻。湿敏电阻是其阻值随环境相对湿度的变化而改变的敏感元件,它有感湿层、电极和具有一定机械强度的绝缘基体所组成。当感湿层吸附环境中的水分之后,就引起两极间电阻的变化。这种敏感电阻器用来制作毛发湿度计和干湿球度计精确度非常高,因而常用于湿度测量和控制领域。
总之,敏感电阻器的作用已越来越广泛和重要,初级电子爱好者,要全面正确了解其原理和掌握其使用方法,还必须熟悉各类敏感电阻器的具体型号和技术参数,这在一些电子书籍中已有介绍,在此就不一一赞述。
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