太阳能发电设备的原理及应用
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火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，下面我们一起来看看太阳能发电设备的原理和应用 。
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太阳能发电设备的原理及应用
一方面，化石燃料储量有限，燃烧越来越少，面临枯竭的危险 。据估计，再过30年，世界石油资源将枯竭 。另一方面，燃烧燃料会排放CO2和硫的氧化物，这将导致温室效应和酸雨，并使地球环境恶化 。
水电会淹没大量土地，可能导致生态环境的破坏，一旦大型水库垮塌，后果不堪设想 。此外，一个国家的水资源是有限的，也受到季节的影响 。
核电在正常情况下是干净的，但一旦发生核泄漏，后果也是可怕的 。前苏联切尔诺贝利核电站事故对900万人造成了不同程度的损害，这种影响并没有停止 。
这些都迫使人们寻找新能源 。新能源必须同时满足两个条件:一是丰富，不会枯竭；二是安全干净，不会威胁人类，不会破坏环境 。目前，新能源有两种，一种是太阳能，另一种是燃料电池 。此外，风力发电也可视为辅助新能源 。其中，最理想的新能源是太阳能 。
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太阳能发电是最理想的新能源
照射到地球上的太阳能非常巨大，40分钟左右照射到地球上的太阳能足够全球人类一年的能源消耗 。可以说，太阳能真的是取之不尽，用之不竭的能源 。而且太阳能发电绝对清洁，不产生公害 。因此，太阳能发电被认为是一种理想的能源 。
在这张照片中，根据普蒂斯的太阳系形成理论，太阳向太空辐射巨大的光热能量 。
从太阳能中获取电能，需要通过太阳能电池进行光电转换 。与过去其他动力源完全不同，具有以下特点:①无衰竭危险 。
②绝对干净(无污染) 。
③不受资源地理分布的限制 。
(4)发电可以在最近的用电地点进行 。
⑤能量质量高 。
⑥用户在情感上容易被接受 。
⑦获取能量时间短 。缺点是:①辐照的能量分布密度小，即占用面积大 。
②获得的能量与四季、昼夜、阴晴天气等气象条件有关 。但总的来说，缺陷并不隐藏 。太阳能作为一种新能源，具有巨大的优势，因此受到世界各国的重视 。
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要使太阳能发电真正实用，一是提高太阳能光电转换效率，降低其成本，二是实现太阳能发电与当前电网的互联 。
目前太阳能电有三种:单晶硅、多晶硅、非晶硅 。单晶硅太阳能电池转换效率最高，已经达到20%以上，但价格也是最贵的 。非晶硅太阳能电池转换效率最低，但价格最便宜，将是未来最有前途的通用发电电池 。一旦其大面积组件的光电转换效率达到10%，发电设备每瓦价格降到1-2美元，就足以与目前的发电模式竞争 。估计到本世纪末就能达到这个水平 。
当然，用于特殊应用和实验室的太阳能电池效率要高得多 。比如美国波音公司开发的太阳能光伏地面，由砷化镓半导体和锑化镓半导体叠加而成，光电转换效率高达36%，很快赶上燃煤发电的效率 。但是因为太贵，目前只能在卫星上使用 。
太阳能发电的应用
太阳能发电虽然受昼夜雨季节影响，但可以分散进行，所以适合每户分励发电，而且要接入供电网，让每户有钱的时候卖给电力公司，不足的时候从电力公司买 。实现这一点的技术不难解决，关键在于相应的法律保障 。现在美国、日本等发达国家都制定了相应的法律，保障开展太阳能发电的家庭的利益，鼓励家庭开展太阳能发电 。
1992年4月，日本实现了太阳能发电系统与电力公司电网的互联，部分家庭开始安装太阳能发电设备 。自1994年以来，日本国际贸易和工业部对购买太阳能发电设备实行三分之二补贴制度 。要求第一年1000户和2000年70000户安装太阳能发电设备 。
据日本当局估计，如果日本2100万套个人住房中有80%配备太阳能发电设备，就可以满足全国14%的电力总需求 。如果工厂、写字楼等单位也使用太阳能发电，那么太阳能发电将占全国电力的30%-40% 。目前，阻碍太阳能发电普及的最重要因素是其成本高 。为了满足普通家庭所需的3 kW发电系统，需要600万到700万日元，不包括安装的工资 。专家认为，太阳能发电只有减少到至少100万到200万日元才能真正普及 。降低成本的关键在于提高转换效率，降低太阳能电池的成本 。
