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太陽(yáng)電池的性能參數(shù)由開(kāi)路電壓、短路電流、大輸出功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等組成。這些參數(shù)是衡量太陽(yáng)能電池性能好壞的標(biāo)志。
太陽(yáng)能電池的工作電壓和電流是隨負(fù)載電阻而變化的,將不同阻值所對(duì)應(yīng)的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線。如果選擇的負(fù)載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積大,即可獲得大輸出功率,用符號(hào)Pm表示。此時(shí)的工作電壓和工作電流稱為佳工作電壓和佳工作電流,分別用符號(hào)Um和Im表示。
太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接佳負(fù)載電阻時(shí)的大能量轉(zhuǎn)換效率,等于太陽(yáng)能電池的輸出功率與入射到太陽(yáng)能電池表面的能量之比。太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù),它與電池的結(jié)構(gòu)、結(jié)特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān) 。
太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源,就要根據(jù)用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個(gè)小時(shí)為例,介紹一下計(jì)算方法:
應(yīng)計(jì)算出每天消耗的瓦時(shí)數(shù)(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%,則當(dāng)輸出功率為100W時(shí),則實(shí)際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%≈111W;若按每天使用5小時(shí),則耗電量為111W×5h=555Wh。
計(jì)算太陽(yáng)能電池板:
按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計(jì)算,再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗,太陽(yáng)能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中,太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。
太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ),其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光伏反應(yīng),根據(jù)所用材料的不同,太陽(yáng)能電池可分為:
1、硅太陽(yáng)能電池;
2、以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;
3、功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池;
4、納米晶太陽(yáng)能電池等。
太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、 通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門,尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用,以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。但是在現(xiàn)階段,它的成本還很高,發(fā)出1kW電需要投資上萬(wàn)美元,因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。
由于電池片制作條件的隨機(jī)性,生產(chǎn)出來(lái)的電池性能不盡相同,所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起,所以應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類;電池測(cè)試即通過(guò)測(cè)試電池的輸出參數(shù)(電流和電壓)的大小對(duì)其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率,做出質(zhì)量合格的電池組件。
當(dāng)天然氣、煤炭、石油等能源頻頻告急,能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí),越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”,開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國(guó)際光伏市場(chǎng)潛力的推動(dòng)下,各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資,擴(kuò)大生產(chǎn),以爭(zhēng)一席之地。
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