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走進(jìn)太陽(yáng)能-光伏發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí)
一、太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池的利用光伏效應(yīng)把太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能。對(duì)于硅電池來(lái)說(shuō)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（光譜照度： 100W/m 2 ,光譜： AM1.5 ，溫度： 25 ℃ ），它的開路電壓為 0.48 ～ 0.6V 。將多個(gè)單體太陽(yáng)能電池連接，并進(jìn)行封裝，可以構(gòu)成不同面積、不同功率的太陽(yáng)能電池組件，也可統(tǒng)稱為太陽(yáng)能電池板。單體太陽(yáng)能電池一般是不能使用的，實(shí)際應(yīng)用的是太陽(yáng)能電池組件。
單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池、非晶硅太陽(yáng)能電池是目前較常見、較實(shí)用的三種太陽(yáng)能電池。
多晶硅太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶硅低。近年來(lái)，由于多晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，其轉(zhuǎn)換效率不斷提高。單晶硅太陽(yáng)能電池的效率比較高，但價(jià)格高于多晶硅太陽(yáng)能電池。非晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光照條件要求比較低，可在室內(nèi)陽(yáng)光很弱的情況下使用。
目前太陽(yáng)能電池的封裝形式主要層壓工藝和滴膠工藝有兩種。采用層壓工藝封裝的太陽(yáng)能電池可以保證 25 年以上的工作壽命，其工藝特性和使用壽命優(yōu)于滴膠封裝形式。
A、不管哪種太陽(yáng)能電池都具有以下五大電性能：
1、Isc ＝短路電流；
2、Im ＝峰值電流；
3、Voc ＝開路電壓；
4、Vm ＝峰值電壓；
5、Pm ＝峰值功率＝（ Im × Vm ）
B、太陽(yáng)能電池組件功率的選擇：
太陽(yáng)能電池峰值功率是標(biāo)準(zhǔn)條件下（ STC ）太陽(yáng)能電池（組件）的輸出最大功率，單位峰瓦，或用符號(hào) Wp 表示。（ STC 即：歐洲委員會(huì)定義的 101 標(biāo)準(zhǔn)，輻射強(qiáng)度 1000W/m 2 ，大氣質(zhì)量 AM1.5 ，電池溫度 25 ℃ ）
太陽(yáng)能電池（組件）的輸出功率取決于太陽(yáng)幅照度、太陽(yáng)光譜分布和太陽(yáng)能電池（組件）的工作溫度。在不同的時(shí)間，不同的地點(diǎn)，同樣一塊太陽(yáng)能電池的輸出功率是不同的。并不向有些人想象的那樣，只要有陽(yáng)光就會(huì)有額定輸出功率，甚至認(rèn)為太陽(yáng)能電池在燈光下也可以正常使用。
按面積計(jì)算，每平米的太陽(yáng)能電池的輸出功率大約為 120W ；隨著轉(zhuǎn)換效率的提高，其輸出功率也相應(yīng)的增大。太陽(yáng)能電池組件輸出功率的選擇，要根據(jù)太陽(yáng)能燈的光源功率、使用時(shí)間和當(dāng)?shù)氐臍夂虻乩項(xiàng)l件等來(lái)確定。
C、太陽(yáng)能電池組件安裝傾角：
由于我國(guó)南北緯度跨越較大，太陽(yáng)能電池組件安裝傾斜角度要隨安裝地區(qū)緯度的不同發(fā)生變化。一般情況下，長(zhǎng)江以南地區(qū)的安裝傾角在 30 度左右；長(zhǎng)江以北地區(qū)的安裝傾角在 45 度左右；東北地區(qū)應(yīng)在 50 度左右。方向?yàn)檎戏交蚱?5 度。
水平放置的太陽(yáng)能電池，其輸出功率將降低 15% ～ 20% 。
D、 太陽(yáng)能電池組件的熱島效應(yīng)：
太陽(yáng)能電池組件在使用過(guò)程中，如果有一片太陽(yáng)能電池單獨(dú)被樹葉等遮擋物長(zhǎng)時(shí)間遮擋，被遮擋的單片太陽(yáng)能電池在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下就會(huì)發(fā)熱損壞，甚至?xí)斐烧麄€(gè)太陽(yáng)能電池組件損壞，這就是所謂熱島效應(yīng)。為了防止熱島效應(yīng)，一般是將太陽(yáng)能電池傾斜放置，使太陽(yáng)能電池表面不能附著遮擋物。
二、控制器
對(duì)任何一個(gè)太陽(yáng)能照明系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，充放電控制電路的優(yōu)劣將直接影響到系統(tǒng)應(yīng)用的成敗。由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入的能量極不穩(wěn)定，光伏發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)蓄電池充電的控制要比普通對(duì)蓄電池充電的控制要復(fù)雜。
一個(gè)性能良好的光伏控制器應(yīng)具有控制蓄電池充放電、溫度調(diào)節(jié)、最大功率跟蹤和過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)、反接保護(hù)等多種保護(hù)功能以及自動(dòng)開關(guān)和時(shí)間調(diào)整功能。從而保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，同時(shí)使太陽(yáng)能電池組件可以在不同溫度和輻照情況下智能輸出最大功率，使照明系統(tǒng)具有很高的效率。
三、蓄電池
由于太陽(yáng)能照明系統(tǒng)蓄電池的充電直接由太陽(yáng)能電池提供，能量不穩(wěn)定 , 所以要配置容量合理、性能可靠的蓄電池，以保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常工作。
在太陽(yáng)能光伏照明系統(tǒng)中，通常選用的是免維護(hù)鉛酸蓄電池。
免維護(hù)鉛酸電池是一種新型的蓄電池，它采用全密封方式，放電率高，特性穩(wěn)定；無(wú)需加水；安裝時(shí)簡(jiǎn)單，占地面積小，可水平和垂直安裝；期望壽命一般為 5 ～ 7 年。
選擇蓄電池容量的一般原則是：首先夠滿足夜晚照明要求 , 并能把白天太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，同時(shí)還能滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。
蓄電池容量過(guò)小不能滿足夜晚照明的需要，蓄電池容量過(guò)大，蓄電池長(zhǎng)期處在虧電狀態(tài)，縮短蓄電池壽命，同時(shí)也浪費(fèi)不必要的投資。
四、光源負(fù)載
太陽(yáng)能燈以節(jié)能環(huán)保為優(yōu)勢(shì)，負(fù)載應(yīng)該節(jié)能、低耗、壽命長(zhǎng)。半導(dǎo)體 LED 燈、 12V 直流節(jié)能燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈、無(wú)極電磁感應(yīng)燈等都可以作為太陽(yáng)能燈的光源。
目前太陽(yáng)能草坪燈多選用 LED 作為光源。 LED 壽命可達(dá) 100000 小時(shí)以上，工作電壓低，非常適合應(yīng)用在太陽(yáng)能草坪燈上。
太陽(yáng)能庭院燈一般采用 LED 光源和 12V 直流節(jié)能燈。直流節(jié)能燈電壓為直流，無(wú)需逆變，方便可靠。
太陽(yáng)能路燈根據(jù)實(shí)際情況需要，可在 12V 直流節(jié)能燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈、無(wú)極電磁感應(yīng)燈等多種光源中進(jìn)行選擇。
不管選用那種光源，其亮度與光源的功率有直接關(guān)系，也直接影響系統(tǒng)配置和投資費(fèi)用。在相同照明時(shí)間條件下，光源功率越大，亮度越高，系統(tǒng)配置越大，費(fèi)用越高；功率越小，亮度越低，系統(tǒng)配置降低，費(fèi)用減少。
五、燈具和燈桿
燈具一般是指用于安裝照明光源的部分，也就是通常所說(shuō)的燈頭；燈桿分為變徑桿、錐形桿、組合桿等多種形式，并通過(guò)挑臂與燈具連接。
一般的燈桿、燈具都可作為太陽(yáng)能燈的選擇對(duì)象。如果采用在燈桿上直接安裝太陽(yáng)能電池組件的方案，需根據(jù)太陽(yáng)能電池組件面積加工制作太陽(yáng)能電池組件的支架，同時(shí)考慮燈桿的抗風(fēng)強(qiáng)度問(wèn)題。
燈具和燈桿的選擇面較寬，一般滿足實(shí)用、美觀的要求即可。
六、線纜和連接緊固輔件
線纜用于連接太陽(yáng)能電池組件、蓄電池、充放電控制器、光源等器件。線纜的線徑標(biāo)準(zhǔn)隨系統(tǒng)配置需要確定，線纜的長(zhǎng)度隨燈桿高度和器件安裝位置確定。
連接緊固輔件用于固定各器件連線的輸入、輸出端子；固定燈桿及燈具。
