光伏电池及其特性
光伏电池( PV cell )主要功能是将太阳的光能转换成电能,当前是以硅材料为基地的硅太阳能电池,包括单晶硅、多晶硅、非晶硅 、多元化合物电池 。在效率和 寿命 方面单晶硅和多晶硅优于非晶硅,多晶硅比单晶硅转换效率低,但多晶硅价格便宜 。 晶体磕太阳电池、薄膜太阳电池、硅异质结 (HIT) 太阳电池 等 。光伏组件是由多个太阳能电池组合而成,根据实际的功率需求,电压等级由光伏电池 串联 实现, 电流输出由光伏电池并联实现,光伏阵列是根据电站规模的大小有若干个光伏组件构成。
B :光伏电池特性包括光电特性和光化学特性,光化学特性还在萌芽阶段,暂不学习。 太阳能电池工作是基于光电效应原理下, 如下图所示: A 是 N 型硅, B 是 P 型硅,当材料接触的时候生成一个内部电势,使得电子只能从 B 区到 A 区,当太阳光照射到光伏电池板时,光子带有足够的能量使得电子脱离形成空穴或者说是电子 — 空穴对现, 此时内部电势会将光子释放的电子送到 A 区,空穴送到 B 区,打破了开始的平衡, A 区的电子越来越多,当在 PN 结外部接上回路,就能够形成电流。 实际上只是电子在移动,这个也取决于半导体材料的特性,半导体材料禁带较窄,电子只需要较小的能量即可脱离束缚,留下空穴,这样使得周围的电子区填补空穴,形成电流。 (注释:来源于物理学,赫兹发现,爱因斯坦正确解释,某些物质在光照的情况下可以生成电子)
假设连续 2 个阴雨天,负载功率为 40W 每天照明时间 8 小时,要达到以上的照明时间,需要配置多少瓦的太阳能电池板,多少瓦的蓄电池?
的算法就是四倍 .
也就是负载功率 *4 倍 , 需要 160W 太阳能电池板 .
如果要一些的 , 就如下 :
负载功率为 40W.
40W * 8 小时 / 天花板 * =320WH / 12V( 蓄电池电压 )==27AH.
每天要用 12V27AH 的电量 ,
而蓄电池每天保持在 30% 以内的放电量 . 这样我们需要一个容易为 90AH12V 的电池 . 这种情况下就只能选择 100AH 了 , 因为 90AH 的电池很难买到,太阳能电池 . 40W*8 小时 =320WH.
320WH 除掉 20% 在电路以及蓄电过程的损耗 , 每天实需求 400WH.
若当时时间按每天标准日照时间为 4 小时 , 则计算如下 :
400WH / 4 小时 =100W.
家庭的用电完全可以有太阳能发电来取代,在环保流行的今天,这也将成为一种时尚。我们可以根据您家庭用电的数量,您处的地理位置等信息,来给您推荐的方案。
太阳能发电系统虽然有安全,环保无污染等优点,但其造价相当高,所以一般建议只用来照明使用。
关于大概的成本计算,可以根据下面的简单方法计算,看如何安排太阳能发电的规模。
1.计算每天总的耗电量,一般家庭每天用电应该在5度到10度的样子。你可以用每月总的电费除单价电费再除天数就可以了。
2. 可以简单套用公式5000W(假设每天5度电)/5小时(平均每天的有效光照时间,各地区不同)/0.7(太阳能电板的实际效率)/0.9(各种损耗)=1600W,然后还要加上5%的余量,就是差不多1700W了。
3.上面的数字就是系统的功率,目前系统的平均单价就算是60元/W(包括所有材料和安装什么)的话,那么总的投入就是1700X60=102000,10万多了。现在大部分地区的电价以0.6元计算,102000/0.6=170000度,每天5度电,可以用90年了。
4. 从上面看来,国内家庭用电完全靠太阳能发基本是不现实的。国外是因为有***补贴,所以发展的很好。我们也必须要有补贴,而且成本还要有大幅度的降低,太阳能发电才能真正走进百姓家。
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