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阴雨天太阳能电池板也可以发电吗???
更新时间:2021-08-03 点击:100

     阴雨天太阳能电池板也可以发电吗???

最近几年,光伏发电逐渐走进农村的家庭中,由于农村中楼房较低,四周无遮挡,而且并网方便,所以最近几年很多农民朋友为了响应国家号召,也陆续在自家房顶装上了光伏发电板。一方面自己用,另一方面国家有补贴,而且发的电并入电网也有一部分收入。

太阳能电池最早是由法国物理学家亚历山大·埃德蒙·贝克勒(1820-1891年)在研究时所发现的一种现象——光伏现象。与光电效应有关。当年爱因斯坦成功的运用量子原理说明了这一现象还获得了诺贝尔奖。

  一般说来,太阳能板只适合在阳光充足的自然环境中使用,遇到阴天或雨天就不好用了;有些电池(如特斯拉的“防火墙”电池)虽然可以将电力储存起来,以备阴雨天或夜间使用,但对一些光照不充足的地区来说,这项技术无论是从效率还是成本来看,都没有太大的价值。
 
  苏州大学研发的新型太阳能板却能较好地解决这个问题。据介绍,他们在制造的太阳能板中采用了一种叫做“摩擦纳米发电机(TENG)”的新技术,以捕捉雨滴落下时产生的能量。纳米发电机是一种可将机械能转化为可利用电力的装置,它可以利用降雨以很小的规模实现这一目标。这种使用了TENG技术的太阳能板的重量依然很轻可以安装在屋顶。研发人员在TENG和太阳能电池之间嵌入一种用不同的透明塑料或高分子材料制作的隔层。由于几层的结构是相连的,但又各自可以独立运行,因而使得太阳能板可以在不同的天气条件下发电。
 
  目前影响这一新技术推广应用的瓶颈是该产品的生产成本较高。如能得到解决,那么即使在那些因光照不足而被认为不适合收集太阳能的地区,也能让太阳能成为一种高效而清洁的新能源。
 
  行家分析认为,尽管受到天气条件的制约,但太阳能仍是全世界发展最迅速的能源之一。目前安装商业太阳能板的费用已下降58%,预计到2040年,可再生能源发电将会占到全球发电量的40%,因而这项新技术的发展前景十分看好。

光伏发电原理,当光子照射到半导体材料中,与原子中的电子相碰撞,如果光子拥有足够的能量,那么原子外层的电子就会吸收能量,如果电子吸收到足够的能量,就会脱离束缚,逃离金属。成为光电子。光伏板由硅制作而成,在硅中掺入硼原子或者磷原子那么就会形成p型或者N型半导体。接触面形成电势差,就会形成电流。光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。

根据普朗克定律,入射光子的能量与其波长成反比。短波长辐射占据光谱的紫色端,包括紫外线辐射和伽马射线。另一方面,长波长辐射占据红端,包括红外辐射、微波和无线电波。所以在阴雨天太阳能光伏板一样可以发电,但是由于现在的技术原因,太阳能转换的效率还很低,阴雨天的发电效率不如白天。

而且目前还可以在阴雨天通过摩擦来发电,阴雨天就会转换成石墨烯发电。因为雨水中有有钠、钙、铵等离子,而带正电的离子层会与石墨烯的负电电子相互作用结合,从而产生类似拟电容的双层结构。这两层结构之间的电位差大到能够产生电压和电流。

影响太阳能发电的因素也有很多,比如太阳能光伏板的厚度,光子能光伏板之间穿梭撞击其他粒子,从而导致能量的散失。还有影响效率因素是太阳能电池的反射率。为了减少反射率的损失并提高效率,太阳能电池制造商通常为电池涂上非反射、吸收光的材料。这就是为什么太阳能电池通常是黑色的原因。

随着最近几年清洁能源的发展,太阳能,风能,水利站的发展,可以缓解目前能源造成的压力,而且也可以缓解地球的温室效应。