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    太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。

    太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

    太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。

    (1)光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

    (2)光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的。

    组件特点
    具有光电转换效率高,可靠性高;先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性;确保良好的导电性、可靠的附着力和很好的电极可焊性;高精度的丝网印刷图形和高平整度,使得电池易于自动焊接和激光切割。
    透明电池组件
    1 层压件组件发电的主题
    2 铝合金 ?;げ阊辜?,起一定的密封、支撑作用
    3 接线盒 ?;ふ龇⒌缦低?,起到电流中转站的作用。如果组件短路,接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统,接线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
    4 硅胶 密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶,我国国内普遍使用硅胶,工艺简单,方便,易操作,而且成本很低。
    层压件结构(按照工艺顺序)
    1 钢化玻璃 其作用为?;し⒌缰魈澹ǖ绯仄?,透光率的选用是有要求的:1)透光率必须高(一般91%以上);2)超白钢化处理
    2 EVA 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,从而影响组件的透光率,从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶黏度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。
    3 发电主体 主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片,两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低,但消耗及电池片成本很高,光电转换效率也高,在室外阳光下发电比较适宜;薄膜太阳能电池,相对设备成本较高,但消耗和电池成本很低,光电转化效率相对晶体硅电池片低,但弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电,如计算器上的太阳能电池。
    4 背板 作用,密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等)材质必须耐老化,组件厂家一般都质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在于背板和硅胶是否能达到要求。
    组件种类
    (1)单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,大部分厂商一般都是提供25年的质量保证。
    单晶柔性太阳能组件:可弯曲太阳能组件也称柔性组件,所谓柔性,是指该电池板可折弯。折弯角度可达30度。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,是太阳能发电系统中最重要的部分。
    (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约15%左右。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
    (3)非晶硅太阳能电池  非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。
    太阳能组件原理简介
    太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池。太阳能电池发电的原理是光生伏打效应  。当太阳光照射在太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子-空穴对 。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效应”   。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则负载就有“光生电流”流过,从而获得功率输出   。这样,太阳的光能就直接变成了可以使用的电能。
    在相同的温度下,光照强度对电池板的影响:光照强度越大,太阳能电池板的开路电压和短路电流越大,最大输出功率也越大  ,同时可以看出开路电压随辐照强度的变化不如短路电流随辐照强度的变化明显。
    在相同的光照强度下,温度对电池板的影响:当太阳能电池的温度升高时,其输出开路电压随温度明显减小,短路电流略有升高,总趋势是最大输出功率变小  。
    功率计算
    太阳能交流发电系统是由太阳电池组件、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源,就要根据用电器的功率,合理选择各部件。下面以100W输出功率,每天使用6个小时为例,介绍一下计算方法:
    1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗):若逆变器的转换效率为90%,则当输出功率为100W时,则实际需要输出功率应为100W/90%=111W;若按每天使用5小时,则耗电量为111W*5小时=555Wh。
    2.计算太阳能电池组件:按每日有效日照时间为6小时计算,再考虑到充电效率和充电过程中的损耗,太阳能电池组件的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中,太阳能电池组件的实际使用功率。
    基本要求
    1、能够提供足够的机械强度,使太阳能电池组件能经受运输、安装和使用过程中发生的冲击、震动等产生的应力,能够经受住冰雹的单击力;
    2、具有良好的密封性,能够防风、防水、隔绝大气条件下对太阳能电池片的腐蚀;
    3、具有良好的电绝缘性能;
    4、抗紫外线能力强;
    5、工作电压和输出功率按不同的要求设计,可以提供多种接线方式,满足不同的电压、电流和功率输出要求;
    6、因太阳能电池片串、并联组合引起的效率损失??;
    7、太阳能电池片连接可靠;
    8、工作寿命长,要求太阳能电池组件在自然条件下能够使用20年以上;
    9、在满足前述条件下,封装成本尽可能低。
    技术特性及安装要求
    太阳能电池方阵由一个或多个太阳能电池组件构成。如果组件不止一个,组件的电流和电压应基本一致,以减少串、并联组合损失。
    依据当地的太阳能辐射参数和负载特性,确定太阳能电池方阵的总功率;依据所设计系统电压电流要求,确定太阳能电池方阵串并联的组件数量。
    太阳能电池方阵支架用于支撑太阳能电池组件。太阳能电池方阵的结构设计要保证组件与支架的连接牢固可靠,并能很方便地更换太阳能电池组件。太阳能电池方阵及支架必须能够抵抗120 km/h的风力而不被损坏。
    支架可以是倾角可调节的,或是安装在一个固定的角度,以使太阳能电池方阵在设计月份中(即平均日辐射量最差的月份)能够获得最大的发电量。
    所有方阵的紧固件必须有足够的强度,以便将太阳能电池组件可靠地固定在方阵支架上。太阳能电池方阵可以安装在屋顶上·但方阵支架必须与建筑物的主体结构相连接,而不能连接在屋顶材料上。
    对于地面安装的太阳能电池方阵,太阳能电池组件与地面之间的最小间距要在0.3 m以上。立柱的底部必须牢固地连接在基础上,以便能够承受太阳能电池方阵的重量并能承受设计风速。
    对于便携式小功率电源,太阳能电池板应带有支架,使之安放可靠。
    应用领域
    一、用户太阳能电源
    (1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
    二、交通领域
    如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
    三、通讯/通信领域
    太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
    四、石油、海洋、气象领域
    石油管道和水库闸门阴极?;ぬ裟艿缭聪低?、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
    五、家庭灯具电源
    如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
    六、光伏电站
    10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
    七、太阳能建筑
    将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。
    八、其他领域包括
    (1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。
    网状隐裂
    原因
    1.电池片在焊接或搬运过程中受外力造成.
    2.电池片在低温下没有经过预热在短时间内突然受到高温后出现膨胀造成隐裂现象
    组件影响
    1.网状隐裂会影响组件功率衰减.
    2.网状隐裂长时间出现碎片,出现热斑等直接影响组件性能
    预防措施
    1.在生产过程中避免电池片过于受到外力碰撞.
    2.在焊接过程中电池片要提前保温(手焊)烙铁温度要 符合要求.
    3.EL测试要严格要求检验.

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