一、太阳能电池的选用 1 1,太,隔能电池的种类:目前 硅要太1/3左右。而份格两者相 太阳能电池大致有三种材料的基 差不多。 无论是单晶硅电池或是多晶 片,即:非晶硅、单晶硅和多晶硅。 非晶硅电池是翠期的产晶:,具有 硅电池,耍防止电池片基内受潮、 成本低、产量夫等特点,它的光电 发霉或氧化、碎裂,以免犬大降低 转换效率一般为8%左右,所以 太阳能电池的光电转换效率甚至 价格较低廉。单晶硅和多晶硅电 池是一种将硅矿石烧结、拉鼎、掐 头砉尾切割成薄片,经过PN结制 报废,所以专业的太阳能电池生 产厂家或组装厂家都有一套严格 的加工工艺,产品的规格也都是 多种多样的。 :21.太阳能电泡功率舶选择: 太阳舷电池电压是以胄联PN结 的个数丽定,一个单片为一个PN 结。单片电池的开路电压在 r 1 r 1 r 1r 1 r 飞r 1 结、制极等薹艺,褥按接术要求切 割适当面积的单条,经焊线串接 成组片,由于它的片基薄而脆,所 以小功率的一般采用透明多酚树 脂封装在绝缘基板上,而大功搴 l 0.45V~0.6V之间,一般情况下 视单片电池的电压为0.5V,电 池串联的片数越多则电压越高: 单片电池电流的大小取决于单个 PN结的实际面积和受光面积,其 短路电流为每一平方厘米15mA~ 30mA,面积越大或并联的片数越 多则电流越大。非晶硅、单晶硅和 多晶硅的主要区别在于它们单位 面积下的电流比不同,因而导致 各自在光电转换效率上的不同。 太阳能电池的最大功率=开路电 压×短路电流,即:Ps--Voc×I sc, 这也是它的理想功率,而平时人 们衡量太阳能电池功率的大小, 是它的额定功率Pm,也就是它的 最大输出功率或发电功率,即:Pm =Vm X 太阳能电池的发电功率也会受到 季节、气候、地理环境、地理位置 和光照时间等多方面因素的制 约。这里仅以夏季为例,介绍太阳 能电池与蓄电池在一般情况下的 使用。 时间越长电流越小,则电能的安 全转化率越高,其补偿值就越高: 而充电的时间越短电流越大则电 能的安全转化率越低,其补偿值 就越低,如附表所示。为了充分地 认识,现举一例说明: 例如:有一块单晶硅太阳能 电池的组件,最大输出功率Pm (额定功率)为25W,峰值电压(额 定电压)Ump为17.2V,峰值电流 (额定电流)Imp为1.45A,它的 开路电压Voc为21V,短路电流 Isc为1.5A,在某地区夏季的有 效光照时间为12小时,求太阳能 电池在夏季时的日发电量和所需 蓄电池的容量。已知条件: Pm-25W,h=12h,U=I 7.2V, 二、蓄电池的选用 蓄电池是一种贮存电能的容 器,常被用来为其他电器电路充 当“能源基地”。由于太阳能电池 所产生的电力是有限的,因此要 尽可能地扩大“基地”的贮电容 量,但这并不是无限扩大。由于太 阳能电池只能在白天发电,其日 发电量M=发电功率(最大输出功 率)×有效光照时间X发电效率, 由此,它的日电量等于输出电流 与有效光照时间的乘积,即:C =Ih(Ah)。而蓄电池的容量则是 放电电流与放电时间的乘积,因 此蓄电池的容量为:C=Ih(单位: Ah)。那么太阳能电池与蓄电池在 电量与容量上又当如何计算呢? 我们可以由电功率的公式:P=IU 演化为.i P=IUh/h=CU/h。根据上面 的公式就可计算出蓄电池容量, 在计算的过程中为了更加准确, 还要考虑到蓄电池的充电效率。 蓄电池的充电效率一般在65%~ 80%2:间,其充电效率的高低一般 取决于蓄电池的充电方式,即充 电的速率和电池内部活性物质的 利用率等客观条件。一般的经验 是充电效率的高低按充电的时间 率和电流率来分别选取。充电的 太阳冉皂 Im,但实际的输出功率却为 电池的发电效率:u=0.7,蓄电 池充电的补偿值n=1.40。太阳能 电池的发电量:M=Pm X h×u=25× Pm>Ps,这主要是由太阳能电池 的输出效率决定,其输出效率为: u--Ps/Pm,一般太阳能电池的输 出效率为70%左右。在使用中,由 于白天每时每刻太阳的日高度不 同,在接受太阳光照的辐度上会 产生变化,所以它在每一时刻的 发电功率也不相同,它的实际平 均功率为:PL=0.7Pm。如果太阳能 电池直接带动负载,要想使负载 能够长时间稳定地工作,则负载 的额定功率必须为:PR=0.7Pm。 如果以负载功率选择太阳能电池 的额定功率则应为:Pm=l/u× PR=I.43PR。在选择太阳能电池的 功率时,应合理选择负载的耗电 功率,这样才能使发电功率与耗 电功率处于一种平衡状态。当然 12×0.7=210Wh。依公式;C=Ph/ U=25 X 12/1 7.2=17.44Ah蓄电池 的实际容量C=17.44Ah/1.40≈ 12.46Ah由此,太阳能电池每天的 发电量为210Wh,同时也得出蓄 电池的容量为12.46Ah,但在实 际的应用当中不可能有此容量的 蓄电池,为此选用12Ah~14Ah的 蓄电池即可。假如你需要多贮存 一些电能,在负载用电量小或有 效光照时间长的前提下,只要将 式中的时间h改为累计时间,就 可以适当提高蓄电池的使用容 量。在我国的南方和北方地区由 于地理纬度上的差异,夏季与冬 季太阳日照的时间可按下面的公 新能源市场鬟www.remmt.tom 式计算:琏;12±氇09∞,式中,“∥蓄电池的电压可通过串联选取, 表示太阳光照时间、"12”表示为蓄电池的容量可通熹生并|琨《i获得, (春季、秋季》平均日照时间。、但在应用中必须注意兰个要素: “0.09糖表示地理上韵纬度时差、 n)不同类型或新旧程度不 础∞艘表示所在地的地理纬度、同的蓄电池不宜混用; 括±壤示夏季最大光照时间为“十 (动不同容量、不同结构韵蓄 ”;冬季最小光照时间为“一”。光.电池不可串联使用; 用太阳能龟池给手机电池充电也 是一样,充电的电压越高则充电 的功率就会越大,那么充电的时 间和充电的补偿值就要另外计 多錾。 在太阳能电池与蓄电浊并联 充电盹还要洼意防止树术和建 筑物遮挡,照射太阳能电池的光 照效率一般在夏季取时取0.8左 (3)不同电压、不同特性的蓄 线:,或在天阴和夜晚时泰阳能电 右、春秋季为0l 7左右、冬季取电池不能并联使用。 池不能发电。由于太阳信罄电池的 0.5~00 6,由此而来宥效光照时 电压下降或失去电压时,蓄电池 间便为:h=HX光照效率。另爹卜,在 三、蓄电池与太阳能电池的配接 逆向对太阳能电池放屯所以在 电路中一定要串联一只整流三极 管。对于整流二极管的选用也有 一定的要求:如果太阳ll鲁电池的 开路电1;匮低于16.8v,最好使用 锗材料的整流二极管,因为锗材 么该瓤何将太阳能电池与蓄电池 料的二极管正向压降为0.3V左 配接呢2通常来说,太阳能电池的 。表,而谴材料韵二极管正向压降 维护铅酸蓄电池:而大功率的太 额定输出电压要比蓄电池的额定 为0.7V左右,它们的管压降的功 阳触电池,则应使用大容量的铅 电压高1.13~1.5倍,这是由蓄电 率损耗是不一样韵.当然电压高 酸蓄电池或蓄电池组。在使用中, 池的充电效率所决定的,因为太 于16.8V也可以使用硅材料的二 阳能电池的充电,不像使用市电 极管。至于整流二极管的耐压要 给蓄电池充龟那样有 求并不高,但澍于二极管的||邕流 较大韵选择余地。况 值较小时,可以采用多管并联使 且它在给蓄电池充电 用。对于较大功率的太阳能电池 时功率的波动也比较 组件或组阵,为了防止太|阳髓电 大,这里首先要考虑 池在强光下发电时受到建筑物、 太阳熊电池的成本问 树木或树叶、纸片的遮挡光线所 题。假如将蓄电池的 产生的热斑效应,在太阳能电池 充电时率选择为CIO 输出端韵两极最好并联一个旁路 左右,充电的补偿值 的硅二极管,以防某块太阳能电 定为I。4倍,那么一 弛板因得不到党照而成为负载产 个额定电压12V的蓄 生发热,旁路=极管的电流值,不 电池应当选配的太阳 能低于该块太阳能电池的1j霞_路电 能电池的额定电压 流值。 锂离子等千电池:中小功率的太 阳能电齄,可以使用小型密封免 为:12V。《1.4=16.8V 选择蓄电池时,也应根据太阳能 目前生产太阳能电池厂家的 电池功率的大小来选用不同种类 产品规格与种类也是多种多样 的窕电电池和蓄电池。小功率韵 的。对于蓄电池来讲,一般有明、 太阳能电池可选用镍镊、镍氢或 12V和24V的几种电压等级,那 左右的太阳能电池, 这个电压值也较接近 蓄电池充电的极限电 压值,其他电压等级 蓄电池也依此类推- www.remmt.com譬新能源市场 用太阳能电池给蓄电池充电的方法 作者: 作者单位: 刘学瑞, 李小武 北京远方动力可再生能源科技发展有限公司 本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6553952.aspx