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      太陽能板除了能發電,還有什么用處呢?

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      太陽能板除了能發電,還有什么用處呢?

      發布日期:2019-01-09 00:00 來源:http://www.11k36l.cn 點擊:

         太陽能板除了能發電,還有什么用處呢?讓小編帶你一起先來了解太陽能板的基本信息。

        太陽能電池又稱為"太陽能芯片"或"光電池",是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。單體太陽能電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體太陽能電池串、并聯連接和嚴密封裝成組件。太陽能板(也叫太陽能電池組件)多個太陽能電池片按組裝的組裝件,是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中最重要的部分。

        中文名稱 太陽能板

        外文名稱 Solar panel

        別稱 太陽能電池組件

        釋義

        多個太陽能電池片按組裝的組裝件

        定義

        中文名:太陽能板

        英文名:Solar panel

        定義:由若干個太陽能電池片按一定方式組裝在一塊板上的組裝件。

        發電原理

        太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由p區流向n區,電子由n區流向p區,接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

        太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光-熱-電轉換方式,另一種是光-電直接轉換方式。

        (1) 光-熱-電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光-熱轉換過程;后一個過程是熱-電轉換過程。

        (2) 光-電直接轉換方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光-電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極管,當太陽光照到光電二極管上時,光電二極管就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

          組成及功用

        當前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。

        多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中,形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。

        多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。其中,用于電子級多晶硅占55%左右,太陽能級多晶硅占45%.

        隨著光伏產業的迅猛發展,太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導體多晶硅的發展,預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。

        1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增長了17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。

        太陽能板構成及各部分功能:

        (1) 鋼化玻璃: 其作用為保護發電主體(如電池片),透光其選用是有要求的:

        1.透光率必須高(一般91%以上);2.超白鋼化處理。

        (2) EVA: 用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體(電池片),透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命,暴露在空氣中的EVA易老化發黃,從而影響組件的透光率,從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外,組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如EVA膠連度不達標,EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起EVA提早老化,影響組件壽命。

        (3) 電池片: 主要作用就是發電,發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片,兩者各有優劣。

        晶體硅太陽能電池片,設備成本相對較低,但消耗及電池片成本很高,但光電轉換效率也高,在室外陽光下發電比較適宜。

        薄膜太陽能電池片,相對設備成本較高,但消耗和電池成本很低,但光電轉化效率相對晶體硅電池片一半多點,但弱光效應非常好,在普通燈光下也能發電,如計算器上的太陽能電池。

        (4) 背板: 作用,密封、絕緣、防水。一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化,大多數組件廠家都質保25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。

        (5) 鋁合金: 保護層壓件,起一定的密封、支撐作用。

        (6) 接線盒: 保護整個發電系統,起到電流中轉站的作用,如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極管的選用,根據組件內電池片的類型不同,對應的二極管也不相同。

        (7) 硅膠: 密封作用,用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠,國內普遍使用硅膠,工藝簡單,方便,易操作,而且成本很低。

        分類

        單晶硅太陽能板

        單晶硅太陽能板的光電轉換效率為15%左右,最高的達到24%,這是所有種類的太陽能板中光電轉換效率最高的,但制作成本很大,以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因此其堅固耐用,使用壽命一般可達15年,最高可達25年。

      單晶硅太陽能電池板

       多晶硅太陽能板

        多晶硅太陽能板的制作工藝與單晶硅太陽能板差不多,但是多晶硅太陽能板的光電轉換效率則要降低不少,其光電轉換效率約12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶硅太陽能板)。 從制作成本上來講,比單晶硅太陽能板要便宜一些,材料制造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。此外,多晶硅太陽能板的使用壽命也要比單晶硅太陽能板短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能板還略好。

      多晶硅太陽能電池板

        非晶硅太陽能板

        非晶硅太陽電板是1976年出現的新型薄膜式太陽能板,它與單晶硅和多晶硅太陽能板的制作方法完全不同,工藝過程大大簡化,硅材料消耗很少,電耗更低,它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽能板存在的主要問題是光電轉換效率偏低,國際先進水平為10%左右,且不夠穩定,隨著時間的延長,其轉換效率衰減。

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        多元化合物太陽能板

        多元化合物太陽能板指不是用單一元素半導體材料制成的太陽能板。各國研究的品種繁多,大多數尚未工業化生產,主要有以下幾種:

        a) 硫化鎘太陽能板

        b) 砷化鎵太陽能板

        c) 銅銦硒太陽能板

        測試條件

        (1)由于太陽能板的輸出功率取決于太陽輻照度和太陽能板溫度等因素,因此太陽能板的測量在標準條件下(STC)進行,標準條件定義為: 大氣質量AM1.5, 光照強度1000W/m2,溫度25℃。

        (2)在該條件下,太陽能板所輸出的最大功率稱為峰值功率,在很多情況下,組件的峰值功率通常用太陽能模擬儀測定。影響太陽能板輸出性能的主要因素有以下幾點:

        1)負載阻抗

        2)日照強度

        3)溫度

        4)陰影

        功率計算

        太陽能交流發電系統是由太陽能電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發電系統則不包括逆變器。為了使太陽能發電系統能為負載提供足夠的電源,就要根據用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個小時為例,介紹一下計算方法:

        1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗):若逆變器的轉換效率為90%,則當輸出功率為100W時,則實際需要輸出功率應為100W/90%=111W;若按每天使用5小時,則耗電量為111W*5小時=555Wh。

        2.計算太陽能電池板:按每日有效日照時間為6小時計算,再考慮到充電效率和充電過程中的損耗,太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中,太陽能電池板的實際使用功率。

        應用領域

        一、用戶太陽能電源

        (1)小型電源10-100W不等,用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂并網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

        二、交通領域

        如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

        三、通訊/通信領域

        太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。

        四、石油、海洋、氣象領域

        石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

        五、家庭燈具電源

        如太陽能庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

        六、光伏電站

        10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。

        七、太陽能建筑

        將太陽能發電與建筑材料相結合,使得未來的大型建筑實現電力自給,是未來一大發展方向。

        八、其他領域包括

        (1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。

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