事实上,在能源类别中可再生能源的清洁能源广泛地储存在自然界中,例如:太阳能、水能、风能、生物质能等等,但再生能源也存在着能量密度低、不稳定、技术限制等问题,又制约了发展。
目前无论是国际还是国内,太阳能应该算是应用最为广泛的再生能源之一,太阳的能量是以电磁波的形式向外传递的,也就是太阳辐射。我们地球每秒能够接收的太阳辐射,大约等于500万吨煤炭燃烧的能量,这部分能量还可以转化为各式各样的能量。
例如:太阳能热水器就是把太阳能转化为热能;不同地区吸收太阳能的能量不同,不同地区间形成了温度差,导致了气体流动就产生了风能;植物接收了太阳能发生光合作用,最后在地壳运动被掩埋到地下,最终形成了化石能源;太阳使得水蒸发,再形成雨水降落到高处,最后再流到低处,也就形成了水能。
太阳能中的光电利用是目前发展最快、最有活力的项目,目前太阳能电池有三种,及单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、太阳能薄膜电池
三种太阳能电池的发电原理基本一样,怎么理解这个发电的原理呢?
首先,我们要明确产生电流就一定要有电子,电子的流动方向与电流相反,这里的电子也是自由电子,铜、铁等金属能够导电,也是因为这些金属中有大量的自由电子,明确了这个再看半导体,硅是目前制作半导体的主要原材料,但纯净硅结构稳定几乎没有自由电子,于是就加入了其他的物质,就形成了空穴和自由电子(这个地方涉及到初中学习的元素的化合价的问题,可以去翻翻书),因为添加物质的不同就有了,多空穴的P型半导体和多自由电子的N型半导体,N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”,从而阻止扩散进行。达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是P-N结
太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N结,当光照射到P-N结的一个面,例若光子能量大于半导体材料的禁带宽度,那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴,电子-空穴对从表面向内迅速扩散,在结电场的作用下,就形成了电流。
目前太阳能电池的转化率就我查到最高在40%左右,但我想要是商业化的话可能就不会有这么高了,目前的火力发电一般在35%左右,个别能到40%左右,太阳能光伏发电的特点也很明显,第一:太阳的能量是永久存在的,不会发生向石化能源这样储量的问题;第二:太阳能量转化为电能的过程中对环境的影响甚小;第三:太阳能量的光伏装置位置几乎不存在限制问题,可以装在屋顶也可以装在院子里,解决了偏远地区用电难的问题。
我个人认为新能源的技术的发展空间,才是新能源最诱人的地方,一家新能源企业的核心竞争力也应该是技术。