太阳能电池板是如何工作的?
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放眼望去,你会看到越来越多的太阳能电池板拔地而起。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?”,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。
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。
太阳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”。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。
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。
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.
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。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。
太阳能电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:
逆变器的两种主要类型是微逆变器和串逆变器.
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。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。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,并称之为“交流模块”。
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。
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。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。
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。
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。
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,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。
与净计量在美国,如果太阳能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。
你可以阅读更多关于计税的内容在这里.
现在你已经知道了“太阳能电池板是如何工作的?”,你可以去找当地的太阳能公司为你安装一些。
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