太陽能電池供電系統

太陽能電池供電系統

太陽能電池供電系統是指由太陽能電池組件、蓄電池組、監控設備組成的供電系統。

中文名稱太陽能電池供電系統
英文名稱solar cell power system
定  義由太陽能電池組件、蓄電池組、監控設備組成的供電系統。
套用學科通信科技(一級學科),通信電源(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:太陽能電池供電系統
  • 外文名:solar cell power system
系統簡介,系統原理,系統組成,系統優劣,優點,缺點,系統套用,

系統簡介

太陽能電池發電系統也稱太陽能發電系統,是將太陽能轉換為電能,通過太陽能充放電控制器給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電,同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電,通過獨立逆變器逆變成交流電,給交流負載供電。

系統原理

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n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。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;後一個過程是熱-電轉換過程。
(2) 光-電直接轉換方式該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於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體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體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並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。

系統組成

太陽能發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或 110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為:
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價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能,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。
電池片:採用高效率(16.5%以上)的單晶矽太陽能片封裝,保證太陽能電池板發電功率充足。
玻璃: 採用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃), 厚度3.2mm,在太陽電池光譜回響的波長範圍內(320-1100nm)透光率達91%以上,對於大於1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射,透光率不下降。
EVA:採用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優質EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連線劑。具有較高的透光率和抗老化能力。
TPT:太陽電池的背面覆蓋物-氟塑膠膜為白色,對陽光起反射作用,因此對組件的效率略有提高,並因其具有較高的紅外發射率,還可降低組件的工作溫度,也有利於提高組件的效率。當然,此氟塑膠膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
框線:所採用的鋁合金框線具有高強度,抗機械衝擊能力強。也是家用太陽能發電中價值最高的部分。

系統優劣

優點

1、太陽能取之不盡,用之不竭,地球表面接受的太陽輻射能,能夠滿足全球能源需求的1萬倍。只要在全球4%沙漠上安裝太陽能光伏系統,所發電力就可以滿足全球的需要。太陽能發電安全可靠,不會遭受能源危機或燃料市場不穩定的衝擊;
2、太陽能隨處可處,可就近供電,不必長距離輸送,避免了長距離輸電線路的損失。
3、太陽能不用燃料,運行成本很低。
4、太陽能發電沒有運動部件,不易用損壞,維護簡單,特別適合於無人值守情況下使用。
5、太陽能發電不會產生任何廢棄物,沒有污染、噪聲等公害,對環境無不良影響,是理想的清潔能源。
6、太陽能發電系統建設周期短,方便靈活,而且可以根據負荷的增減,任意添加或減少太陽能方陣容量,避免浪費。

缺點

1、地面套用時有間歇性和隨機性,發電量與氣候條件有關,在晚上或陰雨天就不能或很少發電。
2、能量密度較低,標準條件下,地面上接收到的太陽輻射強度為1000W/M^2。大規格使用時,需要占用較大面積。
3、價格仍比較貴,為常規發電的3~15倍,初始投資高。

系統套用

一、用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用於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家庭屋頂併網發電系統;(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/標誌燈、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。
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、石油鑽井平台生活及應急電源、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、太陽能建築將太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給,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髮電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、太空飛行器、空間太陽能電站等。

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