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在太阳能的有效利用当中,东莞家用太阳能发电系统是近年来发展最快,也是最具活力的研究领域。太阳能是一种辐射能,利用太阳能发电是将太阳能直接转换成电能,必须借助于能量转换器才能进行。太阳能发电有两种方式,一种是广义热一电转换方式,另一种是光一电直接转换方式。为此人们研制和开发了太阳能电池,设计和建设独立和并网的光一电直接转换太阳能发电系统。
(1)光一热一电转换方式。这种方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质蒸汽,再驱动汽轮发电机发电。前一个过程是光一热转换过程,后一个是热一电转换过程,其发工艺电流程与普通的火力发电一样。东莞家用太阳能发电的缺点是效率很低而成本很高,估计其投资要比普通火电站高5~10倍,一座1000 MW的太阳能热电站需要投资20亿~25亿美元,平均1KW的投资为2000~2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用则很不经济。为此太阳能热能发电还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
(2)光一电直接转换方式。这种方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能。光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种基于光生伏特效应将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管。当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,在外电路上产生电流。当许多电池串联或并联起来,就可构成输出功率比较大的太阳能电池方阵。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、情节性和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长,只要太阳在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用。与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。东莞家用太阳能发电电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用电的独立太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。
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