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          精彩詞條

          光伏電池板

          補充:0  瀏覽:6207  發布時間:2013-8-15


            定義


            單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、并聯連接和嚴密封裝成組件。太陽能電池組件(也叫太陽能電池板)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。其作用是將太陽能轉化為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。



            構成作用


            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(如電池片),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,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) EVA 作用如上,主要粘結封裝發電主體和背板


            5) 背板 作用,密封、絕緣、防水(一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化,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。)


            6) 鋁合金 保護層壓件,起一定的密封、支撐作用


            7) 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


            8) 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。


            種類


            單晶硅光伏電池


            單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右,最高的達到24%,這是目前所有種類的太陽能電池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。



            多晶硅光伏電池


            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,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。



            非晶硅光伏電池


            非晶硅太陽電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池,它與單晶硅和多晶 硅太陽電池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。但非晶硅太陽電池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。



            多元化合物光伏電池


            多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。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) 硫化鎘太陽能電池


            b) 砷化鎵太陽能電池


            c) 銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太陽能電池



            功率計算


            太陽能交流發電系統是由太陽電池板、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


            1.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。


            2. 交通領域:如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、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。


            3. 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。


            4. 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。


            5.家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。


            6.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。


            7.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。


            8.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。


            第三代


            經過數年的研發,第三代光伏電池(包含各種在分子級別上具半導電特性的材料)已初現端倪。其優勢有三。



            第一,是第三代光伏電池的效率可能是第一代(晶體硅)和第二代(薄膜光伏)電池的兩倍甚至三倍,也就是說,先前提到的10平方英里的太陽能電站在幾年之后將可以為60萬戶家庭提供充足的電力,而不是20萬戶(即1/3的供電規模)。


            第二,第三代光伏電池使用價格較低的高通量印刷和涂層技術,該技術在制造期間耗能較少且設備投資較低,因此會比之前幾代的成本大大降低。如,制造第一代和第二代電池時需要清潔的室內環境,而第三代則不需要。


            第三,第三代光伏電池具有靈活性。具體來說,其較高的吸光性可以使其厚度只有幾微米,且具有高透明度,因此,可以通過絲網印刷印在窗戶上。這樣一來,我們就可以把電池直接安裝在建筑物內。將來,從建筑物到大橋再到其他,所有一切都可以是一家大型發電廠,毫不費力地獲取太陽能來滿足我們不斷增長的需求。

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