
【電】 helionics
challenge; check; commander in chief; general; shall; will; would
【醫】 solar energy
change; revolution; rotate; transfer; turn
【醫】 meta-; spin; tour; turn
【經】 pass
【法】 become
【化】 electric energy
從漢英詞典及能源工程角度,“将太陽能轉變為電能”指利用光電效應或光熱效應,将太陽輻射能轉化為可直接使用的直流或交流電的過程。以下是詳細解釋:
漢英對照
“太陽能”(Solar Energy)指太陽輻射發出的能量;“電能”(Electrical Energy)指電荷運動産生的能量。轉換過程對應英文"Solar-to-Electric Conversion" 或"Photovoltaic Conversion"。
來源:《英漢能源工程技術詞典》(中國電力出版社)
科學原理
主要依賴光伏效應(Photovoltaic Effect):當光子(太陽光粒子)撞擊半導體材料(如矽)時,激發電子躍遷形成電流。公式表示為:
$$ E_g = h u
$$
其中 (E_g) 為半導體禁帶寬度,(h u) 為光子能量。
來源:國際電工委員會标準 IEC 60904-1(光伏器件特性測量)
光伏電池(PV Cell)
基礎單元由P型/N型半導體構成PN結,實現光生載流子分離。單晶矽電池轉換效率可達22-26%。
來源:美國能源部《光伏系統概論》
系統構成
包含太陽能電池闆→逆變器(DC/AC轉換)→儲能設備(如锂電池)→電網接入裝置,形成完整發電系統。
來源:國際可再生能源機構報告《太陽能光伏技術路線圖》
全球光伏裝機容量2023年突破1.2 TW(太瓦),中國占比超35%,成為最大應用市場(國際能源署《可再生能源2023》報告)。典型商用組件效率已從1954年的6%(貝爾實驗室)提升至現今22%以上。
将太陽能轉變為電能的過程主要通過兩種主流技術實現:光伏效應(光電轉換)和光熱轉換。以下是詳細解釋:
基本原理
光伏效應是指太陽光照射到半導體材料(如矽)時,光子能量激發電子躍遷,形成電流的現象。這一過程的關鍵在于半導體内部的P-N結結構。當光子撞擊半導體時,能量被電子吸收,導緻電子從價帶躍遷到導帶,産生自由電子和空穴對。P-N結的内建電場使電子向N區移動,空穴向P區移動,從而形成電壓差和電流。
核心組件
效率與應用
目前主流光伏電池的轉換效率約為15%-22%,廣泛應用于屋頂發電、離網儲能系統等場景。
工作原理
通過集熱器(如反射鏡或真空管)将太陽輻射能轉化為熱能,加熱工質(如水或熔鹽)産生蒸汽,驅動汽輪機發電。這種方式類似于傳統火力發電,但以太陽能為熱源。
技術特點
特性 | 光伏發電 | 光熱發電 |
---|---|---|
能量轉換方式 | 直接光電轉換 | 光能→熱能→機械能→電能 |
適用規模 | 分布式(家庭、小型設備) | 集中式(大型電站) |
儲能能力 | 需搭配電池儲能 | 可通過儲熱系統延長發電時間 |
環境影響 | 低污染、低維護 | 需大量水資源和土地 |
如需更完整的分類或技術細節,可參考權威能源研究機構(如國際能源署)的報告。
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