光伏新能源和光伏发电

太阳能光伏能源(PV Solar energy)是利用基于光伏效应的技术，将太阳光直接转化为电能。

当来自太阳的辐射照射到光电池(许多光电池组成了太阳能电池板)的一个表面时，它会在两个表面之间产生电压差，使电子在一个表面之间流动，产生电流。

光电是光在原子水平上直接转换成电。有些材料表现出一种被称为光电效应的特性，这种特性使它们吸收光中的光子并释放电子。当这些自由电子被捕获时，产生的电流可以被用作电。

光电效应最早是由法国物理学家埃德蒙·贝克勒尔在1839年发现的，他发现某些材料暴露在光下会产生少量的电流。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦描述了光的本质和光电效应，光电效应是光伏技术的基础，他后来因此获得了诺贝尔物理学奖。1954年，贝尔实验室建造了第一个光伏组件。它被宣传为一种太阳能电池，由于价格过于昂贵，无法广泛使用，所以基本上只是一种奇珍异宝。在20世纪60年代，航天工业开始首次认真地使用这项技术来为航天器提供动力。通过太空计划，技术进步了，可靠性建立了，成本开始下降。在20世纪70年代的能源危机期间，光伏技术作为一种非空间应用的能源获得了认可。

太阳能光伏板产生的电力取之不尽，不污染环境，有助于可持续发展，有利于当地就业。

光子携带太阳能

阳光是由光子或太阳能粒子组成的。这些光子包含不同数量的能量，对应于太阳光谱的不同波长。

光伏电池是由半导体材料制成的。当光子撞击PV电池时，它们可能会反射出电池，通过电池，或被半导体材料吸收。只有被吸收的光子才能提供发电所需的能量。当半导体材料吸收了足够的阳光(太阳能)，电子就会从材料的原子中转移出来。在制造过程中对材料表面的特殊处理使电池的前表面更容易接受移位的或自由的电子，从而使电子自然地迁移到电池的表面。

电流

每个带负电荷的电子向电池正面移动，造成电池正面和背面之间电荷的不平衡。这种不平衡反过来又会产生类似电池的负极和正极的电压。电池上的导体吸收电子。当导体在电路中连接到外部负载(如电池)时，电流就会在电路中流动。

光伏系统的效率因光伏技术的类型而异

光伏电池将阳光转化为电能的效率因半导体材料和光伏电池技术的类型而异。上世纪80年代中期，商用光伏组件的效率平均不到10%，到2015年提高到15%左右，目前最先进的组件的效率接近20%。实验性光伏电池和用于空间卫星等利基市场的光伏电池，已经实现了近50%的效率。

光伏系统是如何运作的

光伏电池是光伏系统的基本构件。单个细胞的大小从0.5英寸到4英寸不等。然而，一个电池只能产生1或2瓦的电力，这仅够小型用途，如为计算器或手表供电。

光伏电池电连接在一个包装，天气密封光伏模块或面板。光伏组件的大小和发电量各不相同。光伏组件的发电容量随组件内或组件表面积的电池数量增加而增加。光伏组件可以成群连接形成光伏阵列。一个光伏阵列可以由两个或数百个光伏组件组成。光伏阵列中连接的光伏组件的数量决定了该阵列能够产生的总电量。

光伏电池产生直流电(DC)。这种直流电可以用来给电池充电，进而为使用直流电的设备充电。在输电和配电系统中，几乎所有的电力都是以交流电的形式供应的。称为逆变器的设备用于光伏组件或阵列，将直流电转换为交流电。

当光伏电池和组件直接面对太阳时，它们将产生最大的电量。光伏组件和阵列可以使用跟踪系统，使组件不断面对太阳，但这些系统很昂贵。大多数光伏系统都有固定位置的模块，这些模块直接朝南(在北半球-南半球的正北)，并以一个优化系统物理和经济性能的角度。

太阳能光伏电池被分组成面板(模块)，面板可以分组成不同尺寸的阵列来产生小到大的电量，例如为牲畜供水的水泵供电，为家庭供电，或为公用事业规模的发电。

光伏系统的应用

最小的光伏系统用于计算器和手表。更大的系统可以提供电力来抽水，为通信设备供电，为单个家庭或企业供电，或形成大型阵列，为成千上万的电力消费者供电。

光伏系统的一些优点是

• 光伏系统可以在没有电力分配系统的地方供电，也可以向电网供电。
• 光伏阵列可以快速安装，可以是任何大小。
• 光伏系统对建筑的环境影响是最小的。