太阳光电发电

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1、太 陽 光 電 發 電 1.http:/ Energy)l太陽能是指太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。l儘管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量(約為3.751026 W)的22億分之一，但已高達173,000 TW(1T=1012)，1.73x1017 W=1.73x1014 kW.l也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤，遠遠超過地球上一天所使用的能量。太陽能(Solar Energy)l地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能其實都是來源於太陽；l即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，

2、l所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大，l狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。l太陽能既是一次能源，又是可再生的能源。l它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。太太 陽陽 能能 簡簡 介介l太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。l地球軌道上的平均太陽輻射強度為1367kw/m2。地球赤道的周長為40000km，從而可計算出，地球獲得的能量可達173,000TW。l在海平面上的標準峰值強度為1kw/m2，地球表面某一點24h的 年 平 均 輻 射 強 度 為 0.20kw/m2，相 當 於 有102,000TW 的能量，l人類依賴這些能量維持生

3、存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地熱能資源除外）雖然太陽能資源總量相當於現在人類所利用的能源的一萬多倍，l但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發利用太陽能面臨的主要問題。l太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。太太 陽陽 能能 簡簡 介介l太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源。l儘管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量(3.751026 W）的1/2.2x1010，但已高達173,000 TW。l也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤。l從地球上的能流圖中可以看出，地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐

4、能都是來源於太陽；l即使是地球上的化石燃料，如煤、石油、天然氣等根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能。l所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大，狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。地球上的能流圖(單位106 MW）l一太 陽 的 構 造 太陽是一個熾熱的氣態球體，它的l直徑約為1.39106 km，l質量約為2.2l027 ton，為地球質量的3.32105 倍，l體積則比地球大1.3106 倍，l平均密度為地球的1/4。l其主要組成氣體為氫(約80)和氦(約19)。l內部持續進行著氫聚合成氦的核聚變反應。l所以不斷地釋放出巨大的能量。太 陽 的 構 造l太陽能量以輻射和對

5、流的方式由核心向表面傳遞熱量。l溫度也從中心向表面逐漸降低。l由核聚變可知，氫聚合成氦在釋放巨大能量的同時，每1 g質量將虧損0.00729 g。l根據目前太陽產生核能的速率估算，其氫的儲量足夠維持600億年，l因此太陽能可以說是用之不竭的。太 陽 的 結 構-內 核 區 太陽的內核區：在太陽平均半徑23(0.23R)的區域內。R 其溫度約為 81064107KR 密度為水的 80100倍R 占太陽全部質量的 40R 總體積的 15R 這部分產生的能量占太陽產生總能量的 90太 陽 的 結 構 氫聚合時放出射線，當它經過較冷區域時由於消耗能量，波長增長，變成X射線或紫外線及可見光。l輻射輸能區

6、：從0.230.7 R的區域稱之。溫度會降到1.3105K，密度下降為 0.079 g/cm3。l對流區：0.71.0 R之間稱之，溫度會下降到5103K，密度下降到10-8 g/cm3。l太陽的外部：是一個光球層，即人們肉眼所看到的太陽表面。溫度為 5762 K，厚約 500 km，密度為10-6 g/cm3，由強烈電離化的氣體組成太陽能絕大部分的輻射都是由此向太空發射。l反變層：分佈於太陽光球外面，是由極稀薄的氣體所組成，厚約數百公里，呈現幾乎是透明的太陽大氣層。能發光，也能吸收某些可見光的光譜輻射。l色球層：位於“反變層”的外面，為太陽大氣的上層，稱之。厚約 11.5104 km，大部分

7、由氫和氦組成。“色球層”外是伸入太空的銀白色日冕，溫度高達1百萬度，高度有時達幾十個太陽半徑。l從太陽的構造可知，太陽其實並不是一個溫度恒定的黑體，而是一個具多層結構，且每層結構會發射不同波長之電磁波，也會吸收不同波長之電磁波的輻射體。l不過在太陽能利用中通常將它視為一個溫度為 6000 K，發射波長為 0.33m的黑體輻射球體。太陽電池發電的示意圖太 陽 電 池 的 發 電 原 理 l太陽電池(solar cell)是以半導體製程製成的，將太陽光照射在其上，太陽電池吸收太陽光後，能透過p型半導體及n型半導體使其產生電子(負極)及電洞(正極)，同時分離電子與電洞而形成電壓降，再經由導線傳輸至負

8、載。l由於太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。l動畫：l太陽能相關之動畫檔案太陽電池photovaltic energy 之工作原理的動畫-完整版.swfl太陽能相關之動畫檔案動畫三：太陽能電池原理動畫.swf太 陽 電 池 發 電 的 原 理l太陽電池(solar cell)是以半導體製程製成的，將太陽光照射在其上，太陽電池吸收太陽光後，能透過p型半導體及n型半導體使其產生電子(負極)及電洞(正極)，同時分離電子與電洞而形成電壓降，再經由導線傳輸至負載。太陽能相關之動畫檔案太陽能相關之動畫檔

9、案 動畫三：動畫三：太陽能電池原理動畫太陽能電池原理動畫.swfswfl太陽電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉換器，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。模 板 陣 列 l u 太陽電池太 陽 電 池 的 種 類 l太陽電池種類半導體材料市場模組轉換效率矽結晶矽單結晶(晶圓型)1014%多結晶912%非晶矽-Si、-SiO、-SiGe69%化合物半導體2元素GaAs(晶圓型)GaAs 1830%CdS、CdTe薄膜型1012%3元素CuInSe2(薄膜型)1012%有機半導體1%以下單 晶 矽 太 陽 電 池 外 觀 多晶矽太陽電池外觀非

10、晶矽太陽電池外觀(可撓式)系 統 分 類 圖 l一獨立系統示意圖 獨立系統示意圖 併 聯 系 統 示 意 圖 太 陽 光 電 板 架 設 原 則 l台灣位於北回歸線上，而北回歸線緯度為北緯23.5度。l太陽由東方升起後，行進的軌跡會在台灣的南方，所以架設太陽能光電板將板面朝南可以得到最大效益。l而因為位於北緯23.5度，所以將板面仰角設定為23.5度可以得到最大日照效益。l l.陽光電城陽光電城 動畫：太陽光電板架設原則動畫：太陽光電板架設原則.swfswfl l太太陽陽能能相相關關之之動動畫畫檔檔案案 動動畫畫一一：太太陽陽光光電電板板架架設設原原則動畫則動畫.swfswf規 劃 流 程 電

11、力電力需求估算需求估算平 時緊 急 時115kWh/d770人用電量83.2kWh/d500人用電量模組面積估算(1)日照強度-1 kW/m2(2)日照時間-3.84 h/d(3)模板效率-12 電力需求(日照強度日照時間模板效率綜合係數）綜合係數：溫度變化、污損、線損、Inverter效率蓄電池充放電補償平時：0.650.8 緊急時：0.57115kWh/d1kW/m23.84h/d120.75332 m283.2kWh/d1kW/m23.84h/d120.57317 m2取max 332 m2，如僅供緊急應用則取317 m2設置容量計算-模板效率依太陽電池種類而異 太陽發電系統設置容量設置面積日照強度模板效率 332 m21 kW/m21239.8 kW40 kW發電量計算太陽發電系統發電量設置容量日照時間綜合係數平時：40kW3.84h/d0.75115.2Wh/d緊急時：40kW3.84h/d0.5787.5 kWh/d是否符合電力需求估算進行模板陣列及蓄電池容量設計Yes此檔案製作尚未完成其餘部分待製中各位讀者抱歉了！