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綠能知識:太陽能電池組件簡介

       

一個太陽能電池只 能產生^約O.4s V的電壓.遠低於實際應用所需要的數值。為了滿足實際應用的需要,須把太陽能電池連接成元件,太陽能電池元件包含定數量的太剛能電池,這甚太陽能電池通過 導線連接。  一個元件上太陽能電池的標準數量居36個或40個(10 cm×10 cm),這意味著一十太陽能電池元件大約能產牛16v的電壓,它正好能為一個額定電雎為12v的蓄電池進行有效的充電。

通過導線往接的太陽能電池被密封成的物理單兀靛稱為太陽能電池組件。它具有一定的防腐、防風、防雀、防雨等能力,廣泛應用於各個領域和系統。當應用領域需要較高的電壓和電流而單個太陽能電池元件不能滿足要求時,町把多個元件組成太陽能電池方陣,以獲得所需要的電壓和電流。

綠能知識:單晶硅&多晶硅的區別

       

單晶硅和多晶硅的區別是,當熔融的單質硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核,如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒,則形成單晶硅。如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則形成多晶硅。多晶矽與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。例如在力學性質、電學性質等方面,多晶硅均不如單晶硅。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上最純淨的物質了,一般的半導體器件要求硅的純度六個9以上。大型積體電路的要求更高,硅的純度必須達到九個9。目前,人們已經能製造出純度為十二個9 的單晶硅。單晶硅是電子電腦、自動控制系統等現代科學技術中不可缺少的基本材料。

高純度硅在石英中提取,以單晶硅為例,提煉要經過以下過程:石英砂一冶金級硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。

綠能知識: 逆變器的概念

       

逆變是針對順變而言的,整流器把交流電能變換成直流電能的過程稱為順變。那麼把直流電能變換成交流電能的過程就稱為逆變了,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實現逆變過程的裝置稱為逆變器

在太陽能光伏發電系統中為什麼一定要採用光伏逆變器呢?目前我國發電系統主要是直流系統,即將太陽能電池發出的電給蓄電池充電,而蓄電池直接給負載供電,如我國西北地方使用較多的太陽照明系統以及遠離電網的微波站供電系統均為直流系統。此類系統結構簡單,成本低廉,但由於負載直流電壓的不同(如12v、24v、48V等),很難實現系統的標準化和相容性。特別是家用電器,如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇和大多數動力機械都是利用交流電工作的,即大多數為交流負載,所以利用直流電力供電的光伏電源,很難作為商品進入市場。太陽能光伏系統設置逆變器的目的就是將直流電轉換為交流電,便於滿足大多數使用者負載的需要。

薄膜光伏元件的熱斑效應和應對措施

       

隨著科技日新月異的發展,光伏發電技術在國內外均得到了廣泛的應用,其應用形式多種多樣,應用場所分佈廣泛,主要用於大型地面光伏電站、住宅和商用建築物的屋頂、建築光伏建築一體化、光伏路燈等。在這些場所,不可避免的會出現建築物、樹蔭、煙囪、灰塵、雲朵等對太陽能電池元件造成遮擋。因此,人們關心的是此類情況對太陽能電池的發電效率影響有多大,又該如何解決呢?

在實際應用中,太陽能電池一般是由多塊電池組件串聯或並聯起來,以獲得所期望的電壓或電流的。為了達到較高的光電轉換效率,電池組件中的每一塊電池片都須具有相似的特性。在使用過程中,可能出現一個或一組電池不匹配,如:出現裂紋、內部連接失效或遮光等情況,導致其特性與整體不諧調。在合理的光照條件下,一串聯支路中被遮蔽的光伏電池,會由發電單元變為耗電單元,被遮蔽的  光伏電池不但對元件輸出沒有貢獻,而且會消耗其它電池產生的電力,此時會發熱,這就是熱斑效應。

並網逆變器

       

作為一個獨立的光伏系統,其直流發電電壓比較低,因此功率調節裝置,也就是逆變器,是絕對不可或缺的。

在並網系統中主要使用兩種類型的逆變器來實現交流發電。

①線路整流  可以用電網中的信號作為同步的基準。

②自整流  通過逆變器內部電路結構確定信號波形,然後輸入電網。

也可以根據產品的應用對其分類。

①中央逆變器  用來對額定功率在20~400kWp範圍內的大型光伏系統的輸出進行整流。現階段的主流產品具有自整流設計,通過雙極性電晶體和場效應電晶體來實現。

②串聯逆變器  只允許接收通過獨立串列輸送的信號,所以額定功率在1~3kWp。

③複式串聯逆變器  配備各種獨立的直流-直流逆變器,這些逆變器把信號回饋給一個中央逆變裝置。這樣的設計可以適用於各種不同的元件連接結構,從而可以使每條串聯線路上的太陽能電池都輸出最大功率。

④交流元件逆變器  配套安裝於每個光伏元件上,進而將所有元件的輸出轉化成交流。

太陽能電池複合損失

       

太陽能電池的轉換效率也會因為電子-空穴對在被有效利用之前複合而降低。適當波長的光照射在半導體上會產生電子-空穴對,因此,光照射時材料的載流子濃度將超過無光照時的值。如果切斷光源,則載流子濃度就衰減到它們平衡時的值。這個衰減過程通稱為複合過程。下面介紹幾種不同的複合機理。

(1)輻射複合

輻射複合就是光吸收過程的逆過程,電子從高能態返回到較低能態,同時釋放光能。這種複合方式在半導體雷射器和發光二極體中適用,但是對矽太陽能電池來說並不顯著。

(2)俄歇複合

俄歇複合就是碰撞電離效應的逆過程。電子和空穴複合釋放出多餘的能量,這些多餘的能量被另一個電子吸收,隨後,這個吸收了多餘能量的電子弛豫返回原先的能態並釋放出聲子。俄歇複合在摻雜較重的材料中尤其顯著。當雜質濃度超過1017cm-3時,俄歇複合成為最主要的複合過程。

(3)通過陷阱的複合

半導體中的雜質和缺陷會在禁帶中產生允許能級。這些缺陷能級引起一種很有效的兩級複合過程。在此過程中,電子從導帶能級弛豫到缺陷能級,然後再弛豫到價帶,結果與一個空穴複合。(4)表面複合

太陽能光伏控制器的分類

       

光伏充電控制器基本上可分為五種類型:並聯型光伏控制器、串聯型光伏控制器、脈寬調製型光伏控制器、智慧型光伏控制器和最大功率跟蹤型光伏控制器。

1、並聯型光伏控制器。當蓄電池充滿時,利用電子部件把光伏陣列的輸出分流到內部並聯電阻器或功率模組上去,然後以熱的形式消耗掉。並聯型光伏控制器一般用於小型、低功率系統,例如電壓在12V、20A以內和系統。這類控制器很可靠,沒有繼電器之類的機械部件。

2、串聯型光伏控制器。利用機械繼電器控制充電過程,並在夜間切斷光伏陣列。它一般用於較高功率系統,繼電器的容量決定充電控制器的功率等級。比較容易製造連續通電電流在45A以上的串聯型光伏控制器。

3、脈寬調製型光伏控制器。它以PWM脈衝方式開關光伏陣列的輸入。當蓄電池趨向充滿時,脈衝的頻率和時間縮短。按照美國桑地亞國家實驗室的研究,這種充電過程形成較完整的充電狀態,它能增加光伏系統中蓄電池的總迴圈壽命。

什麼是光伏組件?

       

太陽能電池組件(光伏組件)是由一定數量的太陽能電池片通過導線串、並聯連接並加以封裝而成。一個組件中,太陽電池的標準數量是36片(10cm x 10cm),這意味著一個太陽電池組件大約能產生17V的電壓,正好能為一個額定電壓為12V的蓄電池進行有效充電。目前的光伏元件輸出功率大到數百瓦不等。

太陽能電池片封裝成組件後能夠提供足夠的機械強度、抗振和抗衝擊能力;具有良好的密封性,能夠防腐、防風、防雹、防潮;具有良好的電絕緣性;能夠抗紫外線輻射等。其潛在的品質問題可能發生在邊沿的密封以及組件背面的接線盒。

根據光伏工程安裝的需要,當應用領域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時,可把多個組件通過串聯、並聯組裝成“太陽電池方陣”也叫“光伏陣列”,以獲得所需要的電壓和電流,其功率可以根據實際需求組合確定。

太陽能電池發電原理

       

太陽能電池是一對光有回應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種,如:單晶矽,多晶矽,非晶矽,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發電原理基本相同,現以晶體為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽,形成P-N結。

當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被矽材料吸收;光子的能量傳遞給了矽原子,使電子發生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是:光子能量轉換成電能的過程。

晶體矽太陽能電池的製作過程

“矽”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發現了晶體矽的半導體特性後,它幾乎改變了一切,甚至人類的思維。20世紀末,我們的生活中處處可見“矽”的身影和作用,晶體矽太陽能電池是近15年來形成產業化最快的。生產過程大致可分為五個步驟:a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。

太陽能電池的應用

太陽能光伏控制器的分類

       

光伏充電控制器基本上可分為五種類型:並聯型光伏控制器、串聯型光伏控制器、脈寬調製型光伏控制器、智慧型光伏控制器和最大功率跟蹤型光伏控制器。

1、並聯型光伏控制器。當蓄電池充滿時,利用電子部件把光伏陣列的輸出分流到內部並聯電阻器或功率模組上去,然後以熱的形式消耗掉。並聯型光伏控制器一般用於小型、低功率系統,例如電壓在12V、20A以內和系統。這類控制器很可靠,沒有繼電器之類的機械部件。

2、串聯型光伏控制器。利用機械繼電器控制充電過程,並在夜間切斷光伏陣列。它一般用於較高功率系統,繼電器的容量決定充電控制器的功率等級。比較容易製造連續通電電流在45A以上的串聯型光伏控制器。

3、脈寬調製型光伏控制器。它以PWM脈衝方式開關光伏陣列的輸入。當蓄電池趨向充滿時,脈衝的頻率和時間縮短。按照美國桑地亞國家實驗室的研究,這種充電過程形成較完整的充電狀態,它能增加光伏系統中蓄電池的總迴圈壽命。

4、智慧型光伏控制器。基於MCU(如intel公司的MCS51系列或Microchip公司PIC系列)對光伏電源系統的運行參數進行高速即時採集,並按照一定的控制規律由軟體程式對單路或多路光伏陣列進行切離和接通控制。對中、大型光伏電源系統,還可通過MCU的RS232介面配合MODEM數據機進行距離控制。