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光伏系統(tǒng)中的幾個主要部件:
1. 光伏組件方陣: 由太陽電池組件(也稱光伏電池組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成,在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出,它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。
2. 蓄電池: 將太陽電池組件產(chǎn)生的電能儲存起來,當(dāng)光照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽電池組件所發(fā)的電量時,將儲存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求,它是太陽能光伏系統(tǒng)的儲能部件。目前太陽能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池,對于較高要求的系統(tǒng),通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,控制器的功能越來越強(qiáng)大,有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢,如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。
3. 控制器: 它對蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制,并按照負(fù)載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負(fù)載的電能輸出,是整個系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,控制器的功能越來越強(qiáng)大,有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢,如 AES 公司的 SPP 和 SMD 系列的控制器就集成了上述三種功能。光能—電能的轉(zhuǎn)換太陽能電池板不是光能-化學(xué)能-電能,而是是太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。
4. 逆變器: 在太陽能光伏供電系統(tǒng)中,如果含有交流負(fù)載,那么就要使用逆變器設(shè)備,將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電或者蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電。
太陽能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽光的照射下,將太陽電池組件產(chǎn)生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電,如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負(fù)載供電,對于含有交流負(fù)載的光伏系統(tǒng)而言,還需要增加逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。光伏系統(tǒng)的應(yīng)用具有多種形式,但是其基本原理大同小異。320WH除掉20%在電路以及蓄電過程的損耗,每天實(shí)需求400WH。
太陽能對便攜式設(shè)備供電而言相當(dāng)有吸引力,也一度廣泛應(yīng)用于計(jì)算器和航天飛行器等應(yīng)用中。近期,我們正考慮將太陽能應(yīng)用于包括移動電話充電器在內(nèi)的更廣泛的消費(fèi)類產(chǎn)品應(yīng)用中。
不過,太陽能電池板能提供的電力主要取決于工作環(huán)境,如光照強(qiáng)度、時間、地點(diǎn)等因素。電池通常用作能量存儲設(shè)備,如果太陽能電池板能提供更多電力,就可給電池充電;這樣的獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)、沙漠、邊疆哨所等電網(wǎng)仍未覆蓋的區(qū)域有很高的實(shí)用價值。如果太陽能電池板提供的電力不足,那么反過來電池就給系統(tǒng)供電。我們要如何設(shè)計(jì)鋰離子電池充電器才能盡可能地利用太陽能電池并給鋰離子電池充電呢?首先,我們來討論太陽能電池的工作原理與電子輸出特性,然后,我們再討論電池充電系統(tǒng)的要求以及系統(tǒng)解決方案與太陽能電池特性相匹配的問題,從而盡可能地利用太陽能電池。
單晶硅太陽能電池
單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為 15% 左右,的達(dá)到 24% ,這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率的,但制作成本很大,以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進(jìn)行封裝,因此其堅(jiān)固耐用,使用壽命一般可達(dá) 15 年,可達(dá) 25 年。隨著新世紀(jì)的到來,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很快,太陽能以可以儲存的形式出現(xiàn),極大地滿足了人們的生活需求,陸續(xù)出現(xiàn)了太陽能熱水器、太陽能路燈、太陽能地暖等。
多晶硅太陽能電池
多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多,但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,其光電轉(zhuǎn)換效率約 12% 左右 (2004 年 7 月 1 日日本夏普上市效率為 14.8% 的世界效率多晶硅太陽能電池 ) 。 從制作成本上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,材料制造簡便,節(jié)約電耗,總的生產(chǎn)成本較低,因此得到大量發(fā)展。此外,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。后將背膜(反面朝下)鋪在上面上,其出線孔與引線位置相對應(yīng)(此時EVA也要在對應(yīng)位置開孔),然后將引出線從出線孔中伸出。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。
用電子技術(shù)化太陽能電池板輸出功率
太陽能離普通消費(fèi)者的距離越來越近了,除了太陽能熱水器,現(xiàn)在太陽能景觀燈、太陽能屋頂、太陽能手機(jī)、太陽能路燈等應(yīng)用也一個個走進(jìn)我們的視野。但因太陽能電池低轉(zhuǎn)換能效引起的高成本問題仍困擾著這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。那么,除了材料技術(shù)以外,還有什么技術(shù)可用來提高太陽能電池板的轉(zhuǎn)換能效呢?答案是有的。本文就將告訴你如何用充電穩(wěn)壓器來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。,TI 的線性充電穩(wěn)壓器bqTINY-III 系列只是設(shè)計(jì)用于通過一個AC 適配器或USB 端口為單體鋰離子電池充電,然而,這些IC 也非常適用于由太陽能板供電的應(yīng)用。太陽能電池通常是由p-n 結(jié)組成的,p-n 結(jié)中入射光線能量(光子)通過導(dǎo)致電子和空穴的重新組合來產(chǎn)生電流。計(jì)算每天總的耗電量,一般家庭每天用電應(yīng)該在5度到10度的樣子。由于p-n 結(jié)的特性類似于二極管的特性,因此我們通常以如圖 1 中所示的電路作為太陽能電池特性的一個簡化模型。