進入21世紀以後越來越多的人開始關心能源問題，原因很簡單，就是不可再生能源終究會枯竭，如何解決能源問題，是每個國家都必須面臨的難題，在人們繼續發掘新的礦物能源的同時，可再生能源的利用也就越來越顯得重要，尤其是太陽能，它己逐漸成為一種重要的礦物能源的替代形式，無聲無息的進入了人類的生活圈。
在這個霧(chi)霾(tu)天氣裡，跟著小編羽田來了解了解太陽能是如何發電的，也許不久的將來，你的家就可能成為一個迷你太陽能發電廠哦。(1)太陽能熱水器
(2)太陽能建築
(3)太陽能熱發電
太陽能熱水器應該是目前中國老百姓接觸的最多的太陽能利用形式了。
另外，太陽能熱發電與太陽能光伏發電還是有本質去別的，太陽能熱發電主要是利用大量反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚集起來，加熱工質，產生高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅動汽輪機發電。
主要是利用太陽能制氫。
這就是今天小編羽田要為大家重點介紹的內容。
太陽能電池的光伏效應是由法國物理學家皮虧雷爾在1839年發現的。太陽能電池在受到光照時，能夠產生額外的伏打電動勢，這種現象稱為光生伏打效應，簡稱光伏效應。通常用半導體製成的PN結的光伏器件的光伏轉換效率最高，人們把這類器件稱為太陽能電池，也被稱為光伏電池。
光伏電池發電的基本原理和二極體類似，這裡用簡單的P-N結來說明。以矽光伏電池為例：對於半導體材料而言，當其中的P-N結處於平衡狀態的時候，在P-N結處會形成一個耗盡層，存在著由N區指向P區的勢壘電場，即電子要從N區到P區必須經過一個能量高坡。當太陽光子照射入半導體內，只要光子能量足夠大，就會在半導體內激發產生光生電子-空穴對，產生的電子被勢壘電勢推向N區，空穴推向P區，最後就會在N區積累了過剩的電子，P區積累了過剩的空穴，這樣就在P-N結兩側形成了與勢壘電場方向相反的光生電動勢。這就是所謂的「光生伏打效應」。當接上負載後，電流就從P區經過負載流向N區，負載即獲得功率。
電池單元是光電轉換的最小單元，一般不做為電源使用，將光伏電池單元進行串、並聯並封裝後就成為光伏電池組件，眾多光伏電池組件按需求再進行串並聯後形成太陽電池陣列。
光伏電池受光的照射便產生電流。這個電流隨著光強的增加而增大，當接受的光強度一定時，可以將太陽能電池看作恆流電源。在實際光伏電池中，還存在著與漏洩電流相當的二極體並聯電阻RSH和串聯電阻RS，太陽能電池的實際等效電路圖如下所示。
電流源的伏安特性可由下式給出：
式中：IF，IL是流過二極體的正向電流和光電流；IO為反向飽和電流(A)；V為外加電壓(V)；q是電子電荷；K是玻爾茲曼常數；T是絕對溫度(K)， α是取決於PN結特性的常數，一般取該值近似於1。
伏安特性可由下圖表示：
由伏安特性分析可知，其具有強烈的非線性。在開路電壓Vm以及短路電流Im點輸出功率最大為Pm，此點被稱為功率最大點，而日照強度和溫度對光伏電池陣列的開路電壓和短路電流的影響如下列兩張圖所示，分析可知在一定的外界環境下，光伏電池只有一個最大功率輸出點。
日照和溫度的變化將導致光伏併網系統工作變得不穩定，這必然會降低系統效率。因此為了不斷獲得最大功率輸出，光伏電池陣列必須實現最大功率點跟蹤控制。
最大功率轉換追蹤(MPPT)控制技術，國內外已有較為成熟的研究，也發展出各種控制方法，如查表法、固定電壓法、前饋法、擾動觀察法、增量電導法等。
由於篇幅的原因，小編羽田就在這裡為大家著重介紹一下目前應用最為廣泛的增量電導法。
增量電導法是MPPT控制常用算法，也是一種以擾動太陽電池的輸出電壓來進行太陽電池最大功率點追蹤的一種策略，它是根據在最大功率點時太陽電池的輸出功率對電壓的微分為0而被提出來的。它能夠判斷出工作點電壓與最大功率點電壓的關係
從上圖中可以看出，dP／dV的值是與輸出電壓值一一對應的。當dP／dV=0，在最大功率點處；當dP／dV>0，在最大功率點左邊；當dP／dV<0，在最大功率點右邊。
算法中dI=In-Ib，dV=Vn-Vb。In和Vn為本次採樣值。Ib和Vb為上一周期採樣值。比較I/V和dI/dV的值判斷出工作點在曲線的左、右哪一側，從而進行相應的調節。當dI／dV=-I／V說明已經工作在最大功率點了，無須再調節Vref。
當系統在上一周期已經工作在最大功率點時即dV=0，而光強變化時即dI≠0，系統要通過判斷dI的符號來對Vref進行相應的調節。
由於dI和dV不是精確計算結果，因此在實際中可以認為dP/dV=+/-e時系統就工作在最大功率點。
關於太陽能發電的原理小編就先介紹到這裡，如果介紹中有不足的地方還請大家提出哦！
下一期為大家著重介紹太陽能發電的設備技術與應用，敬請期待！