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光伏发电,简单来说,就是利用太阳光直接产生电能的过程。这个过程主要分为三个核心环节:阳光照射、电流产生和电力转换。
首先,太阳光(主要包含光子)照射到安装在屋顶或地面上的太阳能电池板(核心部件是光伏电池)上。这些光伏电池通常由硅材料制成,具有光电效应。当光子携带的能量撞击硅原子时,会激发其中的电子,使其摆脱原子核的束缚成为自由电子,同时留下一个“空穴”。这个自由电子在电池内部电场的作用下,会定向移动,形成电流。
由于单个光伏电池产生的电压和电流都很小,为了满足实际用电需求,需要将大量电池串并联起来,组成一块块光伏组件,再将多块组件组合成光伏阵列,从而产生足够大的功率输出。
然而,太阳能电池板产生的电流是直流电(DC),而我们日常使用以及电网传输的电力是交流电(AC)。因此,需要安装一个关键的设备——逆变器。逆变器的作用就是将不稳定的直流电转换成稳定且符合电网标准的交流电。这样,光伏系统产生的电力就可以并入电网,供我们使用,或者自家用不完的电力还可以反送回电网。
整个流程就是:太阳光 → 光伏电池产生直流电 → 逆变器转换成交流电 → 并入电网或供本地使用。这就是太阳能如何一步步变成我们手中的电力的全过程,核心就是利用光电效应和电力转换技术。