光伏电池是太阳能电池的技术术语,用于将太阳光直接转化为电能。科学家创造了这个词光电指把光(光子)转换成电能的过程(电压)。这个过程被称为光伏效应。贝尔电话的科学家们在1954年第一个发现光伏效应时发现硅,当暴露在阳光下,会产生一个电荷。这一发现已经在各种光伏技术发展的关键与使用从空间卫星手表。
现在光伏技术被用于住宅和商业建筑,甚至在几个公用事业公司的大型电站。平均的家,需要大约10到20太阳能电池板来满足其完整的电力需求。这些板是由太阳能电池持有约40细胞融合在一起形成模块。最大吸收阳光的天,面板是聚集在一个固定的角度朝南或他们是固定在一个追踪装置,太阳。当几个太阳能电池板被组合在一起,形成一个系统,它称为太阳能电池阵列。大型工业/商业用途,一些太阳能电池阵列组合起来形成一个大规模的光伏系统。
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光伏技术
光伏电池是光伏技术的基础,是由半导体材料,如常用的单晶硅。多晶硅用,这是一个薄膜的基础上不贵的玻璃或塑料。
有时,薄膜非晶硅也使用非晶的(尽管它们不像晶体硅高效技术),非晶硅细胞不是很昂贵的生产由于所需的过程是简单和硅非常少。碲材料,如铟,镓,镉、铜和硒被用于组合生产的光伏设备。
光伏电池的大小,光源强度,电池的转换效率将反映电力生产的数量。随着光伏技术中使用不同大小的应用程序,一个PV系统可能包含以下组件基于负载:
- 太阳能追踪器——跟踪太阳,确保最佳的太阳能光伏阵列的获得德州仪器电池充电控制器——控制过度充电和过度放电的电池
- 存储电能的电池,当没有太阳的供以后使用
- 转换器,将光伏系统的电压转换为高或低电压
- 引擎发电机——主要是在混合动力系统提供备用电源以及收费的电池
- 逆变器的直流(dc)电力转换成交流电(ac)电。
可能的位置面板安装下面列出:
- 屋顶,屋顶光伏电池板层压到膜或安装在屋顶之上
- 墙
- 天窗
- 覆盖停车
下列因素中扮演着至关重要的角色的成功安装光伏系统:
- 太阳能电池板和逆变器必须有适当的热管理设计
- 相关小组需要倾斜和方向,提高阳光捕捉和减轻腐蚀的影响
- 适当的融合、转换和相关的安全措施
- 必须使用优质电线和水管没有明线和线连接
- 有效的系统设计,以确保功能和可服务性
- 使用适当的工具和专业安装
- 合适的附件细节和组装业务
- 完整的系统检查、测试和调试
- 适当的项目管理和项目监督
类型的光伏电池
常见的光伏模块技术使用下列之一:
- 单晶的硅
- 多晶硅
- 柔性非晶薄膜
- 铜铟镓硒(CIGS)薄膜。
水晶细胞是由超纯硅原料,可用类似于半导体芯片。这里使用的硅晶片通常是150 - 200年µm厚。在薄膜中,层半导体材料测量的厚度只有0.3到2µm放置在不锈钢或玻璃基板。半导体的薄层带来的巨大成本。
水晶细胞和薄膜的另一个重要区别是他们的转换效率。薄膜非晶硅光伏阵列需要两倍比晶体硅光伏阵列的空间模块效率减半为同一额定容量在标准测试条件下(STC)评级1000 w / m2阳光,250°C (482°F)电池温度和光谱1.5空气的质量。
同样在晶体硅光伏模块,该模块效率小于组件电池效率之和作为细胞之间有缝隙和边境的电路。这个浪费的空间不发电从而降低总效率。温度的影响也扮演了一定的角色区分两个光伏模块。基本上薄膜技术往往拥有较低的负温度系数相比,结晶技术。
不同的光伏模块的转换效率
以下是不同的光伏模块的转换效率:
- 单晶的硅- 12.5 -15%
- 多晶硅- 11 - 14%
- 非晶硅(硅)- 5 - 7%
- 铜铟镓硒(CIGS) - 10 - 13%
- 碲化镉(CdTe) - 9 - 12%
类型的光伏安装
各种类型的光伏安装下面列出:
- 网格系统——这是最常用的光伏系统。它基本上是一个太阳能系统,连接到公用电网,它提供了99%的效率。多余的太阳能电池板产生的电能可以转移到网格,从而降低电费。它不需要电池和通常更便宜和简单的安装。
- 离网系统——这些也被称为独立的太阳能系统没有连接到电网。他们需要不断电,因此需要电池存储甚至柴油备用发电机。电池需要更换,是昂贵的。然而,这种权力系统选择一个性价比不错的备用方案偏远地区而不是电力线路延伸到这些地方。
- 混合动力系统——这些太阳能系统结合上述两个成一个系统的好处。他们可以是一个并网太阳能系统与额外的电池存储,或离网太阳能系统与工具备用电源。混合系统需要组件,比如电池,充电控制器,直流脱节,技术grid-tie变频器,功率计,工作在最优水平。他们是便宜的比离网系统。
光伏发电的应用
光电正在日益全球在许多应用程序中使用。一些大型太阳能项目的例子是阿瓜克莱恩特太阳能项目在美国247兆瓦的发电能力,中国的200 MW格尔木市太阳能公园,和印度的Charanka太阳能公园214兆瓦的发电能力。
以下是一些关键的应用光伏发电:
- 建筑光伏(BIPV)——它们可以位于大楼附近,它的屋顶上,或集成到建筑本身。
- 具有成本效益的偏远地区的太阳能解决方案
- 太阳能LED照明
- 辅助动力的船只和汽车
- 电力的使用空间
- 计算器和新奇的设备
- 太阳能远程固定设备——停车计时器等产品、紧急电话、水泵、临时交通标志、垃圾压实工具,远程围护桩和信号。
- 太阳能照明公路/高速公路
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