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        太陽能、光伏知識

        日期:2010-7-19      來源:網絡     訪問:5831 次

        太陽能光伏知識
        1、  太陽能電池發電原理: 太陽電池是一種對光有響應并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:單晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發電原理基本相同,現已晶體硅為例描述光發電過程。 P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。


            當光線照射太陽電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,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。這個過程的的實質是:光子能量轉換成電能的過程。
        2、晶體硅太陽電池的制作過程: "硅"是我們這個星球上儲藏最豐富的材料之一。自從上個世紀科學家們發現了晶體硅的半導體特性后,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"硅"的身影和作用,晶體硅太陽電池是近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. 如下圖所示:

        3、太陽電池的應用: 上世紀60年代,科學家們就已經將太陽電池應用于空間技術-----通信衛星供電,上世紀末,在人類不斷自我反省的過程中,對于光伏發電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切,不僅在空間應用,在眾多領域中也大顯身手。如:太陽能庭院燈,太陽能發電戶用系統,村寨供電的獨立系統,光伏水泵(飲水或灌溉),通信電源,石油輸油管道陰極保護,光纜通信泵站電源,海水淡化系統,城鎮中路標、高速公路路標等。在世紀之交前后期間,歐美等先進國家光伏發電并入城市用電系統及邊遠地區自然村落供電系統納入發展方向。太陽電池與建筑系統的結合已經形成產業化趨勢。光伏電源系統的組成:

        4、太陽電池基本性質: a) 光電轉換效率η%:評估太陽電池好壞的重要因素。 目前:實驗室η≈24%,產業化:η≈15%。 b)單體電池電壓V:0.4V---0.6V 由材料物理特性決定。 c)填充因子FF%:評估太陽電池負載能力的重要因素。
        幾何意義用I-V曲線圖來表示:

        陰影部分為負載面積,填充因子的數學表達形式:
        FF=(Im*Vm)/(Isc*Voc)
           其中:Isc--短路電流, Voc--開路電壓, Im--理想工作電流, Vm--理想工作電壓; d)標準光強與環境溫度 地面:AM1.5光譜,1000W/m2,t=25℃; e)溫度對電池性質的影響 。 例如:在標準狀況下,AM1.5光強, t=25℃ 某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時,則電池板輸出功率就不到100Wp.

        AM定義:AM為大氣質量是指太陽光束穿過大氣層的光學路徑,以該光學路徑與太陽在天頂時其光束到達海平面所通過的光學路徑的比值表示。AM0條件是指標定和測試空間用太陽能電池所規定的輻照度和光譜分布。AM1.5條件是指標定和測試地面用太陽能電池所規定的輻照度和光譜分布。其太陽能總輻照度為1000瓦每平方米,太陽能電池的測量溫度為25度。此標準為國際電工委員會制定,我國目前采用的是此標準。但真真測試時很難達到此條件,包括現在組件生產商用的測試儀。

        5.太陽能"光—電轉換": 一束光照在半導體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。由于金屬中自由電子如此之多,以致光引起的導電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發出更多的電子參加導電。而導電性能介于金屬和絕緣體之間的半導體對體內電子的束縛力遠小于絕緣體,可見光的光子能量就可以把它從束縛激發到自由導電狀態,這就是半導體的光電效應。當半導體內局部區域存在電場時,光生載流子將會積累,和沒有電場時有很大區別,電場的兩側由于電荷積累將產生光電電壓,這就是光生伏特效應,簡稱光伏效應。太陽電池就是利用這種效應制成的。
             當太陽光照射到半導體上時,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半導體吸收或透過。被吸收的光,當然有一些變成熱,另一些光子則同組成半導體的原子價電子碰撞,于是產生電子—空穴對。這樣,光能就以產生電子—空穴對的形式轉變為電能、如果半導體內存在P—n結,則在P型和n型交界面兩邊形成勢壘電場,能將電子驅向n區,空穴驅向P區,從而使得n區有過剩的電子,P區有過剩的空穴,在P—n結附近形成與勢壘電場方向相反光的生電場。光生電場的一部分除抵銷勢壘電場外,還使P型層帶正電,n型層帶負電,在n區與p區之間的薄層產生所謂光生伏打電動勢。若分別在P型層和n型層焊上金屬引線,接通負載,則外電路便有電流通過。如此形成的一個個電池元件,把它們串聯、并聯起來,就能產生一定的電壓和電流,輸出功率。
            制造太陽電池的半導體材料已知的有十幾種,因此太陽電池的種類也很多。目前,技術最成熟,并具有商業價值的太陽電池要算硅太陽電池。
            所以,將入射太陽光能轉換成電能的半導體器件稱為太陽能電池。它一般由兩種不同導電類型的同質或異質半導體構成。目前,在空間或地面獲得應用的就是硅電池,研究得比較成熟的還有砷化鎵電池、硫化鎘電池。硅太陽能電池是1954年由美國皮爾遜等人初制成,1958年初步應用在“先鋒1號”衛星上。1958年,我國亦開始研究太陽能電池,在1971年3月發射的科學實驗衛星上應用,隨著硅電池制造成本的逐年降低和技術的日益成熟,太陽能電池必將獲得更廣泛的應用。
        6.太陽電池的應用的主要領域:
        1.用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用語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家庭屋頂并網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。
        2. 交通領域:如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、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。
        3. 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。
        4. 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、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
        5.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。
        6.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。
        7.太陽能建筑:將太陽能發電與建筑材料相結合,使得未來的大型建筑實現電力自給,是未來一大發展方向。
        8.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發電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。
            目前美國、歐洲各國特別是德國及日本、印度等都在大力發展太陽電池應用,開始實施的"十萬屋頂"計劃、"百萬屋頂"計劃等,極大地推動了光伏市場的發展,前途十分光明。
        7.什么是太陽能電池?有哪些分類?  太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的菁膜式太陽能電池為主流,而以光化學效應工作的式太陽能民池則還處于萌芽階段。太陽 光照在半導體p-n結上,形成新的空穴由-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,接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能電池按結晶狀態可分為結晶系薄式和非結晶系膜式(以下表示為a-)兩大類,而前者又分為單結晶形和多結晶形。
        按材料可分類硅薄膜形、化合物半導體薄膜形和有機薄膜形,百化合物半導體薄膜形又分為非結晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP)、ⅡⅥ族(cds系)和磷化鋅(Zn3P2)等。
        8.太陽能電池:太陽能電池是利用電池將光的能量直接轉變成電能,太陽光是取之不盡,用之不竭的天然能源,又具安全、方便及無污染的特性,故太陽能再生能源的開發利用有其必要性。
        太陽能電池的種類:太陽能電池的種類有單晶硅及非晶硅、多結晶硅三大類,而目前市場應用上大多為單晶硅及非晶硅。(1)單結晶硅太陽電池,
            單晶硅電池最普遍,多用於發電廠、充電系統、道路照明系統及交通號志等,所發電力與電壓范圍廣,轉換效率高,使用年限長,世界主要大廠,如德國西門子、英國石油公司及日本夏普公司均以生產此類單晶硅太陽能電池為主,市場占有率約五成,單晶硅電池效率從11%~24%,太空級 (蒸鍍式) 晶片從16%~24%,當然效率愈高其價格也就愈貴。(2)多結晶硅太陽電池,多晶硅電池的效率較單晶硅低,但因制程步驟較簡單,成本亦低廉,較單晶硅電池便宜20%,因此一些低功率的電力應用系統均采用多晶硅太陽電池。
        9。太陽光發電和太陽熱發電:地球所接受的太陽能功率,平均每平方米為1353千瓦,這就是所謂的“太陽常數”。也就是說,太陽每秒鐘照射到地球上的能量約為500萬噸煤當量。就是這些能量比目前全世界人類的能耗量大3.5萬倍。雖然很久以來,人們在不同程度地利用著其能量,最近,溫水器的直接利用,空調、太陽能電池的電力供給以及太陽能住房等方面都有了很大發展。很自然的想法是向太陽要電能,但怎樣有效的利用太陽所恩賜的能量,使其成為下世紀的一大可利用能源,是新能源開發中的一個重要課題。
            太陽能轉換為電能有兩種基本途徑:一種是把太陽輻射能轉換為熱能,即“太陽熱發電”;另一種是通過光電器件將太陽光直接轉換為電能,即“太陽光發電”。太陽熱發電,全世界以以色列的技術較為先進。吸取加州的技術,巴西、印度、摩洛哥正在 計劃進行設備的建設,世界銀行已開始提供資金給開發中的國家。入射到地球表面的太陽能是廣泛而分散的,要充分收集并使之發揮熱能效益,就必須采取一種一種能把太陽光發射并集 中在一起,變成熱能的系統。一種方法是采取一種能把太陽光發射并集中集中加熱 ,轉換成為高溫水蒸氣,以蒸汽渦輪機變換為電。也可以采用拋物面型的聚光鏡將太陽熱集中,使用計算機讓聚光鏡追隨太陽轉動。后者的熱效率很高,將引擎放置 在焦點的技術發展的可能性較大。
            除了太陽熱發電技術外,目前人類社會也在大力開發太陽光技術。太陽輻射的光子帶有能量,當光子照射半導體材料時,光能便轉換為電能,這個現象叫“光生伏打效應”。太陽電池就是利用光生伏打效應制成的一種光電器件。太陽電池與普通的化學電池(干電池、蓄電池)完全不同,是一種物理性質電源。雖然太陽光一照射太陽電池就能發電,但它與一般的發電機大相徑庭,它無旋轉和磨損,能靜悄悄地發電。
        10.太陽能電源的研究設計:
            水情遙測系統采集數據測量站點不少處于交通不便、無電網供電的地方。為設計一點二址的水情遙測系統中,對其中的一站點電源設計選用太陽能對蓄電池進行補充的電源方案。
        首先,數據采集儀器應采用低功能耗的。
            其次,選擇的太陽能發電板和蓄電池應是經濟、可靠性的。既要防止太陽能發電板在陰雨期容量不夠,達不到測量目的,又要避免容量過大,造成浪費。
        一、關于硅太陽能發電板容量
            硅太陽能發電板容量是指平板式太陽能板發電功率WP。太陽能發電功率量值取決于負載24h所消耗的電力 HWH ,由負載額定電源與負載24h所消耗的電力,決定了負載24h消耗的容量PAH ,再考慮到平均每天日照時數及陰雨天造成的影響,計算出太陽能電池陣列工作電流IPA 。由負載額定電源,選取蓄電池公稱電壓,由蓄電池公稱電壓來確定蓄電池串聯個數及蓄電池浮充電壓VF V ,再考慮到太陽能電池因溫度升高而引起的溫升電壓VT V 及反充二極管P-N結的壓降VDV 所造成的影響,則可計算出太陽能電池陣列的工作電壓VPV ,由太陽電池陣列工作電源IPA 與工作電壓VPV ,便可決定平板式太陽能板發電功率WPW,從而設計出太陽能板容量,由設計出的容量WP與太陽能電池陣列工作電壓VP,確定硅電池平板的串聯塊數與并聯組數。
        太陽能電池陣列的具體設計步驟如下:
        1.計算負載24h消耗容量P:
        P=H/V
        V--負載額定電源
        2.選定每天日照時數TH 。
        3.計算太陽能陣列工作電流。
        IP=P1+Q?。?T
        Q--按陰雨期富余系數,
        Q=0.21~1.00
        4.確定蓄電池浮充電壓VF。
        鎘鎳GN 和鉛酸CS 蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4~1.6V和2.2V。
        5.太陽能電池溫度補償電壓VT。
        VT=2.1/430T-25?。郑?/span>
        6.計算太陽能電池陣列工作電壓VP。
        VP=VF+VD+VT
        其中VD=0.5~0.7
        約等于VF
        7.太陽電池陣列輸出功率WP(平板式太陽能電板)。
        WP=IP×UP
        8.根據VP、WP在硅電池平板組合系列表格,確定標準規格的串聯塊數和并聯組數。
        二、關于蓄電池的容量計算
        蓄電池的容量由下列因素決定:
        1.蓄電池單獨工作天數。在特殊氣候條件下,蓄電池允許放電達到蓄電池所剩容量占正常額定容量的20%。
        2.蓄電池每天放電量。對于日負載穩定且要求不高的場合,日放電周期深度可限制在蓄電池所剩容量占額定容量的80%。
        3.蓄電池要有足夠的容量,以保證不會因過充電所造成的失水。一般在選蓄電池容量時,只要蓄電池容量大于太陽能發電板峰值電流的25倍,則蓄電池在充電時就不會造成失水。
        4.蓄電池自身漏掉的電能,隨著電池使用時間的增長及電池溫度的升高,自放電率會增加。對于新的電池自放電率通常小于容量的5%,但對于舊的質量不好的電池,自放電率可增至每月10%~15%。
        在水情遙測系統中,連續陰雨天的長短決定了蓄電池的容量,由遙測設備在連續陰雨天中所消耗能量安時數 加上20%因子,再加上10%電池自放電能安時數)便可計算出蓄電池的容量源。
        按照兩種容量方案的計算,作者計算完成了太陽能電源的設計:
        1.測站的主要參數:
        每隔5min發射一次數據,發射時間2sec;
        發射機輸入電壓DC13.8V,輸出電流5A;
        當地日照時數7~8h。
        2.測站蓄電池容量經計算得出為38AH。
        3.測站太陽能電池容量陣列輸出功率WP W為25~35w。
        綜合以上結果,太陽能電源設計值為:
        蓄電池:采用鉛酸蓄電池,容量38AH,采用2個容量20AH并聯形式;太陽能電池陣列:輸出功率25~35W,采用標準塊板輸出容量25~38W,一塊正好。
        三、太陽能電源安裝使用中注意的問題
        1.陣列板選擇安裝在周圍無高大建筑物、樹木、電線桿等無遮擋太陽光和避風處。
        2.太陽能電池陣列板配套的蓄電池在初步使用時,要先充電到額定容量,不可過充或過放。
        3. 注意定期的維護工作。此電源系統經濟可靠,安裝方便,利于維護,在實踐中取得了滿意的效果。
        11.地面太陽電池發電系統 :太陽電池發電系統(又稱光伏發電系統),按其使用場所不同,可分為空間應用和地面應用兩大類。在地面可以作為獨立的電源使用,也可以與風力發電機或柴油機等組成混合發電系統,還可以與電網聯接,向電網輸送電力。目前應用比較廣泛的光伏發電系統主要是作為地面獨立電源使用。
        通常的獨立光伏發電系統主要由太陽電池方陣、蓄電池、控制器以及阻塞二極管組成,其作用分別如下:
        太陽電池方陣 方陣的作用是將太陽輻射能直接轉換成電能,供給負載使用。一般由若干太陽電池組件按一定方式連接,再配上適當的支架及接線盒組成。
            蓄電池組 蓄電池組是太陽電池方陣的貯能裝置,其作用是將方陣在有日照時發出的多余電能貯存起來,在晚間或陰雨天供負載使用。在光伏發電系統中,蓄電池處于浮充放電狀態,夏天日照量大,除了供給負載用電外,還對蓄電池充電;在冬天日照量少,這部分貯存的電能逐步放出,在這種季節性循環的基礎上還要加上小得多的日循環,白天方陣給蓄電池充電,(同時方陣還要給負載用電),晚上則負載用電全部由蓄電池供給。因此,要求蓄電池的自放電要小,而且充電效率要高,同時還要考慮價格和使用是否方便等因素。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池和硅膠蓄電池,要求較高的場合也有價格比較昂貴的鎳鎘蓄電池。
            控制器 在不同類型的光伏發電系統中控制器各不相同,其功能多少及復雜程度差別很大,需根據發電系統的要求及重要程度來確定??刂破髦饕呻娮釉骷?、儀表、繼電器、開關等組成。在簡單的太陽電池,蓄電池系統中,控制器的作用是保護蓄電池,避免過充,過放。若光伏電站并網供電,控制器則需要有自動監測、控制、調節、轉換等多種功能。如果負載用的是交流電,則在負載和蓄電池間還應配備逆變器,逆變器的作用就是將方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電,供給負載使用。
            阻塞二極管 也稱作為反充二極管或隔離二極管,其作用是利用二極管的單向導電性阻止無日照時蓄電池通過太陽電池方陣放電。對阻塞二極管的要求是工作電流必須大于方陣的峰值輸出電流,反向耐壓要高于蓄電池組的電壓。在方陣工作時,阻塞二極管兩端有一定的電壓降,對硅二極管通常為0.6~0.8;肖特基或鍺管0.3V左右。
        12.太陽能利用技術:人類直接利用太陽能有三大技術領域,即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換,此外,還有儲能技術。
            太陽能化學轉換包括:光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應,目前該技術領域尚處在實驗研究階段。
            太陽光電轉換,主要是各種規格類型的太陽電池板和供電系統。
            太陽電池是把太陽光直接轉換成電能的一種器件。
            太陽電池的光電效率約10-14%,其產品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。國內產品(指光電裝置全部費用)價格約60-80元/峰瓦。
            太陽電池的應用范圍很廣。例如人造衛星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、電圍桿、黑光燈、航標燈、鐵路信號燈等。
            太陽光熱轉換技術的產品最多。例如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發電裝置及太陽能醫療器具。
        13.光伏發電的發展歷史和現狀:自從1954年初始實用光伏電池問世以來,太陽光伏發電取得了長足的進步。但比計算機和光纖通訊的發展要慢得多。其原因可能是人們對信息的追求特別強烈,而常規能源還能滿足人類對能源的需求。1973年的石油危機和90年代的環境污染問題大大促進了太陽光伏發電的發展。其發展過程簡列如下:
        1893年   法國科學家貝克勒爾發現“光生伏打效應”,即“光伏效應”。
        1876年   亞當斯等在金屬和硒片上發現固態光伏效應。
        1883年   制成第一個“硒光電池”,用作敏感器件。
        1930年   肖特基提出Cu2O勢壘的“光伏效應”理論。同年,朗格提 出用“光伏效應”制造“太陽電池”,使太陽能變成電能。
        1931年   布魯諾將銅化合物和硒銀電極浸入電解液,在陽光下啟動了一個電動機。
        1932年   奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽電池。
        1941年   奧爾在硅上發現光伏效應。
        1954年   恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室,首次制成了實用的單晶太陽電池,效率為6%。同年,韋克爾首次發現了砷化鎵有光伏效應,并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜,制成了第一塊薄膜太陽電池。
        1955年   吉尼和羅非斯基進行材料的光電轉換效率優化設計。同年,第一個光電航標燈問世。美國RCA研究砷化鎵太陽電池。
        1957年   硅太陽電池效率達8%。
        1958年   太陽電池首次在空間應用,裝備美國先鋒1號衛星電源。
        1959年   第一個多晶硅太陽電池問世,效率達5%。
        1960年   硅太陽電池首次實現并網運行。
        1962年   砷化鎵太陽電池光電轉換效率達13%。
        1969年   薄膜硫化鎘太陽電池效率達8%。
        1972年   羅非斯基研制出紫光電池,效率達16%。
        1972年   美國宇航公司背場電池問世。
        1973年   砷化鎵太陽電池效率達15%。
        1974年   COMSAT研究所提出無反射絨面電池,硅太陽電池效率達18%。
        1975年   非晶硅太陽電池問世。同年,帶硅電池效率達6%~%。
        1976年   多晶硅太陽電池效率達10%。
        1978年   美國建成100kWp太陽地面光伏電站。
        1980年    單晶硅太陽電池效率達20%,砷化鎵電池達22.5%,多晶硅電池達14.5%,硫化鎘電池達9.15%。
        1983年   美國建成1MWp光伏電站;冶金硅(外延)電池效率達11.8%。
        1986年   美國建成6.5MWp光伏電站。
        1990年   德國提出“2000個光伏屋頂計劃”,每個家庭的屋頂裝3~5kWp光伏電池。
        1995年   高效聚光砷化鎵太陽電池效率達32%。
        1997年   美國提出“克林頓總統百萬太陽能屋頂計劃”,在2010年以前為100萬戶,每戶安裝3~5kWp。光伏電池。有太陽時光伏屋頂向電網供電,電表反轉;無太陽時電網向家庭供電,電表正轉。家庭只需交“凈電費”。
        1997年   日本“新陽光計劃”提出到2010年生產43億Wp光伏電池。
        1997年   歐洲聯盟計劃到2010年生產37億Wp光伏電池。
        1998年   單晶硅光伏電池效率達25%。荷蘭政府提出“荷蘭百萬個太陽光伏屋頂計劃”,到2020年完成。
        表8-1      世界光伏電池總產量(1990-2000)
        年份國家(地區) 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
        美國 14.8 17.1 18.1 22.4 25.6 32.4 41.0 53.1 58.2 62.4 74.8
        日本 16.8 19.9 18.6 18.7 17.5 19.5 20.5 34.0 47.5 86.0 128.7
        歐洲 10.2 13.4 16.4 16.5 21.6 20.6 29.3 28.5 35.8 39.7 60.7
        其它 4.7 5.0 4.8 4.4 6.0 7.5 8.5 9.4 16.3 19.2 23.5
        總計 46.5 55.4 57.9 62.0 70.7 81.0 99.3 125 157.4 207.3 287.7

        表8-2      幾種主要光伏電池效率發展狀況(%)
        年份 單晶硅光伏電池 非晶硅光伏電池 硒銦銅電池 碲化鎘電池 DC/AC逆變器效率
        實驗室 商業化 實驗室 中批量 大批量 實驗室 中批量 大批量 實驗室 中批緹 大批量
        單電池 組件 中批量 大批量 單電池 組件 組件 單電池 組件 組件 單電池 組件 組件
        1991 23 17.0 15.0 13 9 6 4 13.0 9.0 12.5 6.0 919498
        1995 24 21.5 15.3 14 10 8 6 17.1 10.2 15.8 8.4 6
        2000 25 22.0 18.0 15 13 10 10 20.0 13.0 10 18.0 10.0 9


        表8-3   光伏發電的光伏電的價格、組件效率,系統壽命和成本變化情況
        年份 光伏電的價格(美分/ kWh) 組件效率% 光伏系統壽命a 光付系統成本(美元/Wp)
        1991 40~75 5~14 5~10 10~20
        1995 25~50 7~17 10~20 7~15
        2000 12~20 10~20 >20 3~7
        2010~2030 <6 15~20 >30 1~1.5
        表8。1—8。3表明,自1996年以來,世界光伏發電高速發展。表現在幾種主要太陽電池效率不斷提高,總產量年增幅保持在30%~40%,1998年已達200MWp/a;應用范圍越來越廣,尤其是光伏技術的屋頂計劃,為光伏發電展現了無限光明的前途。1998年在維也納第二屆全球光伏技術大會上,會議主席施密特教授指出:“光伏將在21世紀上半紀取代原子能而成為全球能源,主要的問題是2030年還是2050年最終實現”。如果施密特教授的預言得以實現,則太陽能世紀將在21世紀到來。

        太陽能電池板標準測試方法

        (模擬太陽能光)

        一、開路電壓:用500W的鹵鎢燈,0~250V的交流變壓器,光強設定為3.8~4.0萬LUX,燈與測試平臺的距離大約為15-20CM,直接測試值為開路電壓;

        二、短路電流:用500W的鹵鎢燈,0~250V的交流變壓器,光強設定為3.8~4.0萬LUX,燈與測試平臺的距離大約為15-20CM,直接測試值為短路電流;

        三、工作電壓:用500W的鹵鎢燈,0~250V的交流變壓器,光強設定為3.8~4.0萬LUX,燈與測試平臺的距離大約為15-20CM,正負極并聯一個相對應的電阻,(電阻值的計算:R=U/I),測試值為工作電壓;

        四、工作電流:用500W的鹵鎢燈,0~250V的交流變壓器,光強設定為3.8~4.0萬LUX,燈與測試平臺的距離大約為15-20CM,串聯一個相對應的電阻,(電阻值的計算:R=U/I),測試值為工作電流。

        太陽能參數及指標知識

        問:太陽能電池板在陰天或日光燈下能產生電嗎?

        答:準確的說法是產生很小的電流.基本上可以說是忽略不計.

        問:在白熾燈下或陽光下能產生多大電流?

        答:在白熾燈下距離遠近都是有差別的.同樣陽光下上午,中午,下午,產生的電流也是不同的.

        問:太陽能測試標準是什么?在白熾燈下多大燈泡多遠距離測試算標準呢?

        答:太陽能測試標準光照強度為:40000LUX,溫度:25度.我們做過測試一般白熾燈100W, 距離0.5-1CM,這樣測試和標準測試相差不大.

        問:太陽能電池板壽命是多長時間?

        答:一般封裝方式不同使用壽命會不同,一般鋼化玻璃/鋁合金外框封裝壽命20年以上.環氧樹脂封裝15年以上.

        問:為什么太陽能電池在太陽底下和出廠測試參數不同?

        答: 99%工廠用流明計測出的是光通量的數值.但是實際上太陽能電池板是根據照度來轉換電能的,照度越強功率值越大。

        問:什么是光通量?什么是照度?什么是光強?什么是亮度?什么是光效?

        答:光通量:發光體每秒鐘所發出的光量之總和;照度:發光體照射在被照物體單位面積的光通量;光強:發光體在特定方向單位立體角內所發射的光通量;亮度:發光體在特定方向單位立體角單位面積的光通量;光效:指一批燈泡到百分之五十的數量損壞時的小時數。


            霍尼韋爾公司電子材料部今天宣布,公司推出了一種新型材料,可以提高光電 (PV) 板的效率和功率輸出。

            這種被稱為霍尼韋爾 SOLARC 的新產品是一種透明的涂層材料,可以提高光電板玻璃的透射率,從而提高 PV 模組的效率和功率輸出。該涂層還能顯著降低玻璃的眩光,使 PV 板能更好地融入周圍的環境。

            在目前所有市售的抗反射涂層 (ARC) 中,SOLARC 已被證明具有較高的效率?!被裟犴f爾電子材料部市場總監 Dmitry Shashkov 指出?!霸诎雽w行業,霍尼韋爾擁有 50 多年的創新經驗,這次新產品的推出無疑是我們運用在材料方面積累的豐富專業知識解決 PV 行業難題的又一例證?!?/span>

            目前市面上的大多數 PV 板因為前端覆蓋玻璃對光的反射作用,都會損失約 4% 的潛在功率輸出。光反射除了會導致發電量減少,還會造成令人不悅的眩光,如果在住宅的屋頂上安裝這種設備,則尤其令人反感。

            SOLARC 涂層會顯著減少光反射,可以讓更多的太陽光抵達太陽能電池,從而產生更高的發電量。雖然 PV 行業目前對這種抗反射涂層的使用還相對較少,據主要的 PV 生產商表示,業界普遍認為這種涂層有望在未來幾年成為行業標準。

            霍尼韋爾的 SOLARC 是一種液態涂層材料,可以用于所有常見類型的 PV 模組。不過,安裝在屋頂上的 PV 模組獲益較大,因為在空間有限的地方,效率的提升就非常關鍵。由于 SOLARC 涂層能減少玻璃產生的眩光,給使用這種涂層的住宅用 PV 板帶來了低調協調的外觀,讓這種 PV 板更受消費者的青睞。

            這種涂層適用于多種涂裝工藝,包括噴涂、輥涂、簾式、狹縫涂布和旋涂工藝。與其他市售 ARC 不同,霍尼韋爾 SOLARC 不要求在沉積前混合兩種成分,并且擁有至少六個月的保質期。

            霍尼韋爾的 SOLARC 在 550 納米處能提升 4% 的透射率,在 PV 電池工作的太陽光譜帶(從 350 納米到 1,100 納米)范圍內被證明具有非常好的效能。經過一系列模仿 PV 板在其生命周期中可能會經受的嚴酷環境條件的增強測試,SOLARC 涂層的耐用性也被證明非常出色。

            此外,對 SOLARC 涂層的環境測試還表明,這種涂層能對玻璃提供額外保護,特別是在可能導致玻璃逐步老化的濕熱環境下。該涂層經過進一步的改善,具備了耐臟和自清潔功能,可以防止灰塵堆積。這反映了 SOLARC 的另一個非常重要的特性,因為據美國加州能源委員會的調查顯示,微塵污染會使太陽能板平均損失 7% 的功率輸出。

            霍尼韋爾的 SOLARC 基于專有技術開發,并且通過了嚴格的內部開發流程、公認的行業測試方法以及實驗室的驗證。

            SOLARC 涂層的推出進一步擴大了霍尼韋爾面向 PV 行業提供的材料產品,這些產品包括背板膜、摻雜劑、太陽能級的電子化學品以及精密熱電偶。