2023年09月15日 星期五
首届全国电力科普讲解大赛
庭院经济新模式,健康“绿电”从光来
□ 王佩瑶
为了让结构稳定的硅原子成为光生电的载体,需要给它掺杂一些“杂质”。光伏板中就夹着两种不同的半导体,一种是硅磷掺杂的N型半导体,一种是硅硼掺杂的P型半导体。
制图/王佩瑶
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    我是一位国家电网职工,经常跟用电客户面对面打交道。前几天,我去山东省蒙阴县八达裕村文士会家里检查用电情况。他问我一个问题:“我家屋顶光伏板这么多,最近发电量正大,会不会发电量越大辐射也就越大?这对人体有害吧?”我连忙向文士会耐心解答,聊起了光伏发电的“前世今生”。

    光生电是如何产生的

    目前,农户的光伏板基本都是以硅为基底的硅太阳能电池,它的原材料跟我们路边见到的沙子其实是一样的。那么,沙子是怎么变成这样的光伏板呢?

    硅原子的结构原本就很稳定,像沙子一样不导电,这时候我们需要给它掺杂一些杂质,在光伏板中间就夹着两种不同的半导体,一种是硅磷掺杂的N型半导体,一种是硅硼掺杂的P型半导体。

    N型半导体是个抛球手,在它身边始终多出来一个负价电子“球”;P型半导体是个接球手,随身带着个正价的空网兜。接抛电子球的动作就是电的流动。当光伏板间紧密贴合在一起时,在贴合处的N型半导体和P型半导体就会愉快地玩起抛接球游戏,玩累了就手拉手形成了一个互为补充的稳定的P-N结构,就像一道天然的屏障,引导其他电子球只能向外部电路抛去。当太阳为N型半导体和P型半导体注入更多的能量时,就让越来越多的电子在外部电路间流动起来。此时,绿色的光生电就在光伏板间产生了。

    光伏发电不产生电磁辐射

    那么,光伏发电究竟有没有辐射呢?正因为万事万物都由能量组成,所以万事万物都有辐射。辐射就是能量的散发,其中只有高能量的电离辐射,例如X光、核辐射具有累积效应,长时间接触确实会对人体有伤害。除此之外,电气设备产生的辐射叫作电磁辐射,它的能量低,对人体没有伤害。

    而这户农家使用的光伏板产生的是直流电,只有电场,没有磁场,本身不会产生电磁辐射。经过测量,在这户农家光伏板上的辐射值几乎为零,光伏板无机械转动部件,也不会产生噪声,还需要吸收光能转换为电能,不会造成光污染。

    我告诉文士会,越来越多的人知道八达峪村的“一片桃园一座房,一圈兔舍当院墙,一院光伏晒太阳”的庭院经济新模式,越来越多的人知道了光伏发电的好处,并从中受益。蒙阴县并网总容量42.3万千瓦,在光照丰富的时候,一天的发电量足以供给全县48万人口的日常用电,实现了县域100%的绿色供应。

    自从国家能源局实施“千家万户沐光行动”以来,光伏发展就进入“快车道”。截至2022年底,并网容量累计392.61吉瓦(装机容量单位),通过光伏一年就发电4350亿度,相当于节约1.74亿吨的标准煤,能够减少4.337亿吨二氧化碳、1300万吨二氧化硫的排放,真是一件功在当代、惠及千秋的好事。

    (讲解人系国网山东省电力公司蒙阴县供电公司中压配电运检及不停电管理)

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