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凤凰体育首页:利用太阳能发电系统实现建筑绿色照明


本文摘要:作者:王建华概要:描述了太阳能发电系统的结构和工作原理。

作者:王建华概要:描述了太阳能发电系统的结构和工作原理。太阳能发电系统应用于广大无电地区和电力供应明显不足的地区,可以有效解决问题居民的照明和生活用电困难。

本文明确提出充分利用太阳能,研制推进节能型的绿色光源,是构建建筑绿色照明,执行国家绿色照明工程的最重要措施。关键词:太阳能发电绿色灯一体型太阳能发电是需要利用电池模块将太阳能转换为电能的装置。

太阳能电池模块(Solarcells )是利用半导体材料的电子特性构筑P-V开关的液体装置,在广大的无电网地区,该装置可以容易地构筑用于用户照明和生活的电力供给,在一些发达国家现在,从民生的角度出发,海外的技术研究正在进入成熟期,产业化开始的是光伏建筑(照明)一体化技术,但在国内主要限于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。1太阳能发电原理太阳能发电系统主要包括太阳能电池模块(阵列)、控制器、电池、逆变器、作为用户的轻阻抗等结构。其中,太阳能电池模块和蓄电池是电源系统,控制器和逆变器是用于控制维护系统,阻抗是系统终端。

1.1太阳能电池系统太阳能电池和蓄电池构成系统的电源单元,因此蓄电池的性能直接影响系统的工作特性。(1)电池单元:由于技术和材料,单电池的发电量非常有限。

简单的太阳能电池是由单个电池串联、并联构成的电池系统,被称为电池模块(阵列)。单电池是硅晶体二极管,根据半导体材料的电子特性,当太阳光照射到p型和n型具有不同导电类型的两种同质半导体材料中含有的P-N结时,在一定的条件下太阳能电磁辐射被半导体材料吸收,传导带和价电子带因为在与P-N结相同的势垒区域中不存在强的内部静电场,所以在光照射下可以构成电流密度j、短路电流Isc、开路电压Uoc。如果将电极吸引到内置电场的两个侧面来接通阻抗,理论上讲由P-N结、连接电路、阻抗组成的电路,就会有光电流流过,太阳能电池模块构建对阻抗的功率p输入。

根据理论研究,太阳能电池模块的峰值功率Pk根据当地的太阳能平均辐射强度和末端的消耗功率(必要电量)要求。(2)电力存储单元:太阳能电池产生的直流电力再次转移到蓄电池存储,蓄电池的特性影响系统的生产率和特性。电池技术非常成熟,但其容量受到末端的必要电量、日照时间(发电时间)的影响。

因此,电池的瓦特小时容量和安时容量根据预想的倒数没有日照时间的要求。1.2控制器的主要功能是将太阳能发电系统放置在总是发电的电力点附近,以获得最低效率。另一方面,电池控制一般使用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式,在仅次于电力点Pm的附近区域经常运营系统整体。静电控制主要是在电池断电、电池打开或相反的时候切断电源。

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现在日立公司开发了能够跟踪控制点Pm和太阳移动参数的向日葵式控制器,将同一电池模块的效率提高了50%左右。1.3DC-AC逆变器是激励方式,可以分为自激式波动直流电源和他激式波动直流电源。主要功能是将电池的直流电力变频为交流电力。

通过全桥电路,一般使用SPWM处理器进行调制、滤波、降压等,得到与灯的阻抗频率f、额定电压UN等规定的正弦交流,系统最终用户可以使用。2太阳光发电系统的效率在太阳光发电系统中,系统的总效率ese由电池模块的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及阻抗的效率等构成。但是,相对于太阳能电池技术,成熟期远远多于控制器、逆变器及灯阻抗等其他单元的技术及生产水平,而且现在的系统转换率只有17%左右。

因此,提高电池模块的转化率,削减每单位电力的成本是太阳能发电产业化的重点和课题。太阳能电池诞生以来,结晶硅作为主角材料维持着统治者的地位。

现在对硅电池转换率的研究主要以增大双面电池那样的能量吸收面、增大光为中心。使用吸气技术增加半导体材料填充的电池超薄化; 改良理论,制作新模型的凝固光电池等几个太阳能电池的切换效率如表1所示。实验室典型的电池商品薄膜电池各种太阳能电池max(% )各种太阳能电池(% )单晶硅24.4多晶硅16.6多晶硅18.6铜铟镓硒18.8GaAs (单键) 25.7碲化镉16.0a-si (单键) 13铜铟硒14.1表1几种太阳能电池的切换效率确切意义上的绿色灯至少包括灯系统的高效率、低稳定性、有效节约能源的绿色光源等。

3.1发电--建筑照明一体化现在顺利集成太阳能模块和建筑部件,例如太阳能屋顶(观光用)、墙壁和门窗等,构建了光伏--建筑照明一体化(BIPV )。1997年6月,美国公布了以总统命名的太阳能百万屋顶计划,到2010年为100万所住宅实施了太阳能发电系统。

日本的新太阳光计划到2000年将光伏建筑模块的装机成本降低到170~210日元/W,太阳能电池的年产量约10MW,电池成本降低到25~30日元/W。1999年5月14日,德国仅一年零排放太阳能电池模块工厂竣工,几乎以可再生能源获得电力,生产中没有废气CO2。工厂的南墙面是约10m低的PV阵列玻璃幕墙,还包括屋顶PV模块,工厂整体建筑上搭载了575m2的太阳能电池模块,屈指可数的可以得到该建筑的三分之一以上的电力,其墙面和屋顶PV模块该建筑物约有45kW的容量,从不以自然状态菜籽油为燃料的火力发电厂取得,设计自燃菜籽油时产生的CO2与油菜生长所需的CO2基本平衡,从确切的意义上说是零排放工厂。

BIPV也侧重于建筑装饰艺术的研究,在捷克,德国WIP公司和捷克合作,竣工了世界上第一个彩色PV幕墙。


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