太阳能电池
太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置。一般用于光伏电站、供电不方便的用电场所;例如:太阳能路灯、庭院照明、太阳能信号灯、室外气象监测、地质监测、水库水利监测、小型基站等。
分类
太阳能电池目前主要使用的是硅太阳能电池,在应用中占主导地位。
硅太阳能电池
硅太阳能电池是以硅半导体材料制成的大面积PN结经串联、并联构成。在N型材料层面上制作金属栅线作为接触电极,背面也制作金属膜作为接触电极,这样就形成了太阳能电池板。为了减少光的发射损失,一般在表面覆盖一层减反射膜。主要为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池转换效率最高,其实验最高转换效率为25%,实际使用转换效率约为18%,使用寿命为15~25年,成本高。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。
多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池转换效率稍低,其实验最高转换效率为20%,实际使用转换效率约为15%。使用寿命比单晶硅要低,成本低。目前很多光伏厂家已经大量生产多晶硅。
非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池成本低廉,弱光效应好,但转换效率低小于10%,使用寿命短,稳定性差材料易引发光电效率衰退效应,影响它的实际使用。
太阳能电池的使用
太阳能电池一般不是单独使用的,需要配备光伏控制器,蓄电池来组成一套太阳能电源。
太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的最核心部分,将太阳能转化为电能,通常采用单晶硅或多晶硅面板。由于单晶硅电池使用寿命长(一般可达20年)、光电转换效率高,是最常用的电池。
光伏控制器主要是保护蓄电池,具有过充过放保护,电能输出控制,充电涓流保护,温度补偿及防雷等功能。太阳能电池板对蓄电池充电时,如果蓄电池电压达到峰值继续高压充电的话容易造成蓄电池损坏;但是此时停止充电的话,蓄电池又无法饱和;所以控制器在充电到峰值电压后会立即降压,然后进入涓流充电状态,保证了蓄电池可以稳定于饱满状态;有效的保护蓄电池,使其寿命更长。
蓄电池储存由太阳能电池板转化过来的电能,通常采用锂电池或铅酸电池。由于太阳电池产生的电是直流电,如果提供电力给家用电器使用则需加装逆变器(直流电转交流电)。
注意事项
什么是光伏效应,太阳能是如何产生电的?
当光照射到半导体PN结上时,半导体PN结吸收光能后,两端产生电动势,这种现象称为光伏效应。由于PN结耗尽区存在着较强的内建电场,因而产生在耗尽区中的电子和空穴,在内建静电场的作用下,各向相反方向运动,离开耗尽区,结果使P区电势升高,N区电势降低,PN结两端形成光生电动势,这就是PN结的光生伏效应。
太阳能电池板使用寿命
太阳能电池板的使用寿命由材质决定,硅太阳能板一般使用寿命15~25年,但随着环境的影响,太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。一般情况下用到20年功率会衰减30%,用到25年功率会衰减70%。
太阳能发电板不用蓄电池能用吗?
太阳能发电板只是将光能转变成电能的装置,无法储存电能。在光线强的时候,能产生较高的电动势;光线弱的时候只能产生较低的电动势。输出的电压很不稳定,无法正常为用电设备供电。通过电压转换模块将太阳能发电板产生的不稳定电压,转变成适宜为蓄电池充电的电压,向蓄电池充电。用电设备则是从蓄电池取得相对稳定的供电电压。
太阳能给蓄电池充电的时候,可以同时向设备供电吗?
在这样的情况下,负载使用的电力会优先直接使用太阳能电池的电, 剩余的充到蓄电池里;相反,如果太阳能电池的电量不够,会同时从蓄电池内取电。
太阳能电池在南方和北方使用有什么不一样的地方?
太阳能光伏发电效率受到太阳辐射量因素的影响。在纬度高的地区太阳的高度角就会越小,太阳的辐射强度就会越弱;在纬度低的地区,太阳高度角就会越大,这样太阳的辐射强度就会越强,因此在纬度低的地区,太阳能发电效率会更高。
海拔高度越高时,空气就越稀薄,大气透明度就越高,太阳光对于地面的辐射就会强。因此海拔越高,太阳辐射能量也就越大,更加适合太阳能光伏发电。
日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长,地面所获得的太阳总辐射量就多。
太阳能户外装备
太阳能户外装备通常是采用单晶硅太阳能板,可折叠,方便携带;但是价格较贵,一块20W发电功率的太阳能板,大约是2-3个大容量充电宝价格。
太阳能板可以用室内灯光发电吗?
非晶硅太阳能电池可以在室内灯光下发电,但是离标准条件而言发电量减弱很多。一般用于在室内或光照强度不高的环境下使用的小型电子产品,例如计算器、电子手表、摇摆器、电子体重计、电子速度计、汽车防盗器等。
如何分辨单晶硅、多晶硅,非晶硅电池?
从外观上看,单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑。