太阳能光伏发电系统原理

２０１４年第８期　源占　｛Ｉ圭　２０１４年８月　频器频率、电流、煤流线等工况参数的监测。　３．１　１矿井污水处理监测系统　矿井污水处理系统采用西门子Ｓ７—２００ＰＬＣ作为主控　制器，实现监测和记录矿井下水处理的主要运行参数。　３．１２井下原煤生产运输系统　该系统由天津贝克提供，目前实现了大巷胶带　机、顺槽皮带和Ｔ作面皮带的监测。现场配置３套独　立的ＫＪＦ２１Ａ控制器作为主控制器。配套通用组态软　件，完成对井下各现场控制器的实时数据监测。　３．１３　ＣＤＭＡ无线通讯系统　该系统主要由地面主机柜、井下覆盖网及相应的　终端设备组成。在主要大巷通过泄露电缆来收发信　号，在部分离工作面较近的地点通过天线来接收信　号，地面通过联建楼顶无线通讯铁塔来接收信号。　３．１４瓦斯抽放监控系统　瓦斯抽放系统是通过将其上位机直接接人瓦斯抽　放站工业以太环网，实现在矿调度室监测和记录瓦斯　抽放站的电压、电流、电机温度、运行状态、环境瓦　斯、管道瓦斯等参数主要运行参数。　３．１５产量监控　产量监控系统是在主井１０１皮带安装有１台分站、　１台防爆摄像仪、１台皮带秤，将数据采集通过光纤上　传到监控室，在监控室通过光端机将数据转换传到产　量监控主机。　４结语　霍尔辛赫煤业有限公司全矿井综合自动化系统有　效实现了霍尔辛赫煤业有限公司１５个不同的子系统厂　家生产的，具有不同协议的自动化的集成，该系统自　２０１０年６月正式投入使用以来，运行稳定可靠，能及　时、准确地对全矿井安全生产的主要环节实时监测、　监视和必要的控制。该系统实现了对各个现场生产系　统的统一管理及远程监控，为合理指挥生产、预防事　故发生、设备预防检修、事故调查分析等提供现场数　据，从根本上解决了以往各系统各自运行、各自管理　的弊端，达到了减员增效的目的，取得了很好的社会　和经济效益。　参考文献：　［１］孙继平．煤矿井下安全避险“六大系统”建设指南［Ｍ］．北京：　煤炭工业出版社，２０１２．　［２］　吴立新．数字矿山技术［Ｍ］．长沙：中南大学出版社，２００９．　［３］金磊夫．煤矿通风安全监测监控工［Ｍ］．北京：冶金工业出版　社．２００７．　（责任编辑：高志凤）　＜＞●＜＞●－０●・＜＞●＜＞●０●＜＞●－ｔ＝＞●・＜＞●＜＞●＜＞●０●＜＞●◇●０●０●＜＞●◇●＜＞●－　＞●＜＞●・０●◇●０●＜＞●◇●◇●＜＞●＜＞●０●◇●—　：＞●－－：：，●◇●０●＜＞●＜＞●◇●＜＞●＜＞●０●＜＞●０●＜＞●０●０●－＜＞●０●　（上接７８页）　次是开展好工作面生产期间的瓦斯抽采工作。　５　实现Ｕ型通风的初步实践与探索　玉华矿井是铜川矿业焦坪矿区３对矿井之一，２０１３　年鉴定矿井瓦斯绝对涌出量２０．８７　ｍ３／ｍｉｎ，相对瓦斯　涌出量７．４４　ｍ，／ｔ，按照　喋矿瓦斯等级鉴定暂行办法》　划分，为高瓦斯矿井。　按照实现综采工作面Ｕ型通风分两步走的设想，　作了４个方面的工作。　ａ）２４０６综采丁作面通风方式不变，但将高抽巷开　口位置放在了回顺，截止现在高抽巷已施＿Ｔ完毕，抽　采接续正常；ｂ）对２４０５工作面设计进行了修改，取消　了灌抽巷，高抽巷继续保留；ｃ）２４０５运顺积极开展采　前预抽、煤层瓦斯含量测定等工作，定期测试抽采效　果；ｄ）施工２４０５回顺高位裂隙钻孔、准备上隅角埋管　抽放，待工作面回采生产时进行取消高抽巷试验工　作，一旦条件成熟，最终取消灌抽巷和高抽巷，实现　Ｕ型通风和减少煤炭损失。　由于阅历和理论水平有限，只是结合铜川矿业焦　坪矿区３对矿井实际，浅谈了综采工作面Ｕ型通风的可　行性。　・１７２・　６结语　ａ１回顺巷道中敷设两趟ｑ０１００　ｍｍ灌浆管路，管　口埋人到采面预设位置后进行黄泥灌浆、注三相泡沫　或注凝胶；高位裂隙钻孔的施工放在回顺中进行；ｂ）　进行矿井区域预抽、边掘边掘和采前预抽，使煤层瓦　斯含量降至３．０　ｍ　／ｔ以下；综采工作面生产期间进行高　位裂隙钻孔抽采和上隅角埋管抽采等。在实践中不断　探索，逐步取消灌抽巷和高抽巷，实现综采工作面ｕ　型通风方式。　（责任编辑：高志凤）　姑姑妇妇　搿能源知识船　带带恭恭恭　太阳能光伏发电系统的设置原理　太阳能光伏发电系统的设计需要考虑的因素：ａ）　需要考虑太阳能光伏发电系统使用的地方及该地日光　辐射情况；ｂ）需要考虑太阳能光伏发电系统需要承载　的负载功率；ｃ）系统所输出电压，及考虑应使用直流电　还是交流电；ｄ）系统每天需要工作的小时数；ｅ）如遇到　没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天；　考虑负载的情况，是纯电阻性、电容性还是电感性，启　动电流的大小。

原理

1光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器 光伏发电2

三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器,下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源 无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。

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光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。指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。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。

光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。太阳能专家的任务就是要完成制造电压的工作。因为要制造电压，所以完成光电转化的太阳能电池是阳光发电的关键。

太阳能电池，通常称为光伏电池。目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池。用的硅是“提纯硅”，其纯度为“11个9”，比半导体或者说芯片硅片“只少两个9”；又因为提纯硅结晶后里头的成分不同，分为多晶硅和单晶硅；目前，单晶硅太阳能电池的光电转换率为15％左右，最高达到了24％，使用寿命一般可达15年，最高达25年，比转换率仅12％ 左右的多晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。

太阳能发电技术

随着环保意识的不断升温和全球碳排放问题的加剧，太阳能发电技术越来越受到人们的关注和重视。它不仅能够为社会和经济发展打下坚实的能源基础，还能有效地改善环境质量和减少能源消耗。本文将从太阳能的原理、发电技术、优缺点等方面进行探讨。

一、太阳能的原理

太阳能，顾名思义，就是从太阳中获取能量。在科学的角度上，太阳能是指将太阳辐射的光能转化为有用的电能。太阳能发电的原理主要是通过光伏效应，即将光子吸收到半导体中使其能级发生变化而产生电压和电流，最终转化为电能。太阳能发电的原理简单，但是并不容易实现，需要一系列的技术和设备支持。

二、太阳能发电的技术及现状

1.晶体硅电池

晶体硅电池是太阳能发电的主流技术，利用硅的半导体性质，将光转化为电能。这种太阳能电池成本较高，但是相对其他发电技术来说，发电效率高、寿命长、能源转换率高、光电转换效率高，特别适合于大规模光伏发电场建设。目前，晶体硅电池技术已逐渐成熟，主要应用于住宅、学校以及商业领域的光伏发电。

2.薄膜硅太阳能电池

薄膜硅太阳能电池操作简单、造价低廉，结构轻薄，适合于大面积的光伏发电场建设和城市居民的光伏电站建设。但是，它的发电效率较低，只有晶体硅电池的70%左右，因此在工业化生产和应用还需要进一步提高其效率。

3.有机薄膜太阳能电池

有机薄膜太阳能电池是一种新型太阳能发电技术，具备柔性、轻薄、透明等特点，目前已开始在电子产品中应用，如计算器、充电宝等。但是，由于其能源转换率低，价格较高，因此在大规模应用方面还需要解决技术瓶颈。

三、太阳能发电的优缺点

1.优点 太阳能发电是一种清洁能源，不产生污染物和温室气体；太阳能资源充足，可以为人们提供源源不断的电能；太阳能电站建设周期短，适合于应急电力供应；太阳能发电能够分布式建设，降低能源输送成本，具有较高的节能效果。

2.缺点

太阳能发电技术相对成熟的晶体硅太阳能电池成本较高，制造过程也相对复杂；太阳能电池的发电效率受光照强度和环境温度等因素影响，存在一定的波动性；太阳能发电站建设面积需求较大，对土地要求较高。

【什么是太阳能光伏】

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

【什么是太阳能光伏技术】

太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能少到难以置信 （大约千万分之三），这么小的一点能量， 实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍。目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开始求助于太阳能，以解决能源危机。

太阳能每天都能无限供应，而且数量庞大。如果在大的电厂利用，就减少了温室效应，有些能源专家和环境保护的专家则认为，在满足人类今后能量需要方面，太阳能的热影响比任何其他替换品的热影响要小得多。作为一种不污染环境，又取之不尽的新能源，它无处不在。尤其是在电力供力方面，有专家认为太阳能发电最终将在电力供应中占20%。

太阳能是一种辐射能，太阳能发电意味着---要将太阳光直接转换成电能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件，光线中的能量被半导体器件的电子获得，于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样，是由半导体组成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯硅，要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射，就能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方，一般就可发出相当于所接收光能的10~20% 的电来。一般来说，光线越强，产生的电能就越多。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射，将光能转变为电能，一般在它的上面都蒙上一层可防止光反射的膜， 使太阳能板的表面呈紫色。它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压（叫做光生电压）。这种现象就是著名的光生伏特效应。使PN结短路，就会产生电流。