關於太陽能 : 太陽能發電機

什麼是太陽能，為什麼要使用它？

據研究人員稱，地球接收的太陽能量是人類當前用電量的 10000 多倍。

而且，如果我們能在一小時內將100%的太陽能轉化為電能，那麼太陽能產生的電能足以為整個地球供電一年。

太陽能生產是最有效的發電形式，因為它比其他方法需要更少的步驟（用於發電）。

陽光可以通過兩種方式轉化為電能。在一個過程中，太陽能主要用作熱源。

然後，這些熱量用於產生蒸汽，為蒸汽渦輪機提供動力。這種發電方式被稱為太陽能熱發電。

在第二種方法中，使用太陽能電池將太陽能直接轉換為電能。太陽能電池由矽半導體材料構成。

以下是選擇太陽能發電時需要考慮的一些因素：

• 太陽能資源豐富，效率高，不需要電源。

• 光伏系統可以在幾個月內安裝完畢，而傳統發電機可能需要幾年時間才能建成。

• 太陽能是清潔能源，因為它不會污染空氣或水。此外，沒有移動部件會產生噪音污染。與化石燃料不同，太陽能發電不會向環境中排放有毒物質。

• 太陽能具有較低的運營成本。一旦進行了初始資本投資，就沒有必要繼續購買化石燃料，因為太陽能基本上是免費的。

光伏電池如何產生太陽能？

PV 電池（也稱為太陽能電池）是一種無需任何額外能量轉換步驟即可將太陽能轉化為電能的半導體器件。

這種轉換是通過光伏效應完成的，這就是它們被稱為光伏 (PV) 電池的原因。

當陽光照射到它時，它會在其端子上產生電壓和電流。

太陽能電池產生能量的方式和數量取決於照射它的陽光量。

這還包括重要的方面，例如光的強度、光照射它的角度以及細胞的大小。

光強度越高，產生的能量越高。電池的面積增加了產生的電量。

當落在它上面的光垂直於電池的正面時，它產生的功率最大。

太陽能電池由矽半導體材料製成，該材料經過磷和硼處理形成薄矽片。

在晶片層被摻雜後，它們被連接以形成太陽能電池。

太陽能發電機規格

無論使用何種技術或材料，每個太陽能電池都有兩個端子（正極和負極）來接收電流。

太陽能電池通常包括頂部的前觸點、中間的 PN 結和底部的背面觸點。

從本質上講，陽光是由一束光子組成的，每束光子的能量都是有限的。

這些光子必須被太陽能電池吸收才能發電。

光子的能量和半導體材料的帶隙能量決定了光子的吸收。

太陽光中的光子被太陽能電池板的半導體材料吸收。

結果，在結處形成電子-空穴對。

當太陽能電池連接到負載時，結處的電子和空穴是分離的，電子收集在負極端子上，空穴收集在正極端子上。結果，在端子之間形成電位，並在其兩端產生電壓。

這導致電流 (DC) 被引導至直流負載、逆變器或電池充電電路。

隨著更多光子被吸收，產生的電流增加。

但是，撞擊太陽能電池的大部分太陽輻射並未轉化為電能。這是因為光是由不同波長的光子組成的。

一些光子撞擊太陽能電池並被反射，阻止它們進入電池。

在進入電流之前，某些材料中產生的電子會與其他分子重新結合。

同樣，轉換率或性能低的原因有很多。

單個住宅中使用的太陽能電池板的轉換效率在 6% 到 10% 之間。

用於大規模裝置和太陽能發電機的太陽能電池板採用最好的技術和材料建造，可實現 40% 至 60% 的最大效率，但它們也是最昂貴的。

當暴露在陽光下時，單個 4 cm2 太陽能電池會產生 0.5 至 1 V 的電壓並產生 0.7W 的功率。

最佳設計的太陽能電池板通常具有 25% 的最佳性能。

這些單獨的電池連接在一起以產生更高的電位差或電壓和更多的電力。

有些電池串聯，有些電池並聯。 PV 模塊是通過將一系列太陽能電池連接在一起而製成的。

多個光伏模塊連接在一起形成光伏陣列，可用於低功率和高功率發電應用。

太陽能發電系統的組成部分

每當您看到某人屋頂上的太陽能電池板時，您就知道該人投資了太陽能發電機，但您是否考慮過系統正常運行還需要哪些其他組件？

這是太陽能發電機所需的所有組件的綜合指南。

太陽能板

太陽能電池板是太陽能發電機最重要的組成部分。

市場上有許多類型的太陽能電池板。

太陽能電池板，也稱為太陽能模塊，本質上是一組串聯和並聯的太陽能電池。

太陽能電池上產生的電位差約為 0.5 伏，因此應將所需數量的此類電池串聯連接，以達到 14 至 18 伏為標準 12 伏電池充電。

太陽能電池板由連接在一起的太陽能電池板組成。

多個面板並聯和串聯連接以分別獲得最佳電流和電壓。

控制器

鉛酸電池過度充電和充電不足不是一個好主意。

過度充電和充電不足都會對電池系統造成嚴重損壞。

為了避免這些情況中的任何一種，必須將控制器連接到系統以保持電流流入和流出電池。

電池

並非每個太陽能發電機都包含電池陣列，但一些發電量超過其所供電建築物所需電力的系統包含一個電池來存儲多餘的能量。

當太陽能電池板不能產生足夠的電力時，例如在陰天或下雨天，可以使用存儲的能量。

逆變器

太陽能電池板產生的電力是直流電 (DC)。我們從電網獲得的電力是交流電 (AC)。

因此，要同時運行來自電網和太陽能係統的通用設備，必須安裝逆變器，將太陽能係統的直流電轉換為與電網供電水平相同的交流電。

逆變器直接連接在離網系統中的電池端子之間，將來自電池的直流電轉換為交流電，然後再饋送到設備。

在並網系統中，太陽能電池板直接連接到逆變器，逆變器向電網提供相同的電壓和頻率功率。

現代並網系統中的每個太陽能模塊都通過一個單獨的微型逆變器連接到電網，以從每個太陽能電池板獲得最佳電壓交流電。

獨立太陽能發電機組件

在獨立的太陽能發電機中，太陽能電池板產生的電力首先饋入太陽能控制器，然後由太陽能控制器為電池組充電或直接提供給筆記本電腦和 LED 照明系統等低壓直流設備。

通常電池由太陽能控制器供電，但也可以在太陽能電池板供電不足時為太陽能控制器供電。

因此，對直接連接到太陽能控制器的低壓電器普遍保持供電。

在該系統中，電池組的端子也通過逆變器連接。

逆變器將電池組存儲的直流電轉換為大型家用電器（如洗衣機、大型電視、廚房電器等）中的高壓交流電。

並網太陽能發電機組件

有兩種類型的並網太陽能係統：具有單個宏中央逆變器的系統和具有多個微型逆變器的系統。

在第一種太陽能係統中，太陽能電池板和電網電源連接到一個稱為並網逆變器的公共中央逆變器。

此處的逆變器將來自太陽能電池板的直流電轉換為電網級交流電，然後根據系統的即時需求將其饋入電網和用戶的配電板。

在這種情況下，並網逆變器還會監控電網提供的電力。

假設它檢測到電網斷電。在這種情況下，它會激活太陽能係統的開關係統以將其與電網斷開，從而確保在停電期間沒有太陽能反饋到電網中。

一個電能表連接到主電網供電線路，用於跟踪電網的能源輸出和輸入。

在具有多個微型逆變器的系統中，每個太陽能模塊都連接到其微型逆變器。

微型逆變器連接在一起以產生所需的高交流電壓。

微型逆變器的各個交流輸出電壓加在一起以產生高交流電壓。

太陽能發電機的逐步運行

• 當電池板連接到電池單元並暴露在陽光下時，它們會產生直流電，然後將其路由到充電控制器。產生的電壓範圍在 12V 到 18V 之間，具體取決於陽光強度和麵板表面（最好是乾淨無划痕）。

• 如果輸入電壓超過 12-13V，充電控制器將向電池發送額外的電力。它將首先將可變直流電源轉換為更恆定的直流電源。當電池充滿電時，充電控制器將自動關閉來自能源的電力傳輸。

• 充電控制器的電流會在電池內部引起化學反應，產品將能量存儲為潛在的化學能。當負載連接到電池時，反向化學反應允許潛在的化學能轉化為電能。從電池流出的電流仍然是直流電，如果所討論的電氣負載適合交流電，則在設置中需要一個逆變器。

• 如果您嘗試使用太陽能發電機供電的設備是直流電且額定電流為 12V，則它們可以直接連接到電池/面板。這是太陽能的好處之一。便攜式發電機通常包括用於 12V 直流輸出的接線柱，可用於為直流負載供電。如果電器只接受交流電 (AC)，則電源會被路由到逆變器進行轉換。

• 逆變器將來自電池的 12V 直流電源修改為支持交流電的小工具，例如在野營旅行中攜帶的筆記本電腦。此電源轉換為 110-120V 交流電，類似於家用插座插頭。任何便攜式太陽能發電機都有一個類似的輸出插頭，在其外殼上讀取 120V AC。筆記本電腦和迷你冰箱等電器可以直接通過這個插頭供電，就像在家裡一樣。允許使用交流電器使太陽能發電機與備用發電機一樣通用。

如何充分利用太陽能發電機的提示和技巧

太陽能在世界範圍內迅速普及。

它以每年 2% 的速度增長，如果目前的趨勢繼續下去，它將成為全球首選的能源。

大多數現代國家鼓勵人們依靠這種可再生資源來節省更多的錢並幫助拯救環境。

如果維護良好，這種趨勢可以在未來幾十年繼續帶來好處。這裡還有一些提示和技巧：

地點

首先，請考慮您當前的位置。

是否有很多雲層，或者下雨或下雪很多？

您每天獲得多少自然光？

某些位置非常適合安裝太陽能電池板，而其他位置可能會從電源或電池中受益更多。

太陽能係統在每天至少接受 4 到 6 小時陽光的地區是有益的。

確定太陽的角度以確定安裝的最佳位置。

資源

附近是否有五金店出售設置太陽能係統所需的零件？

在線訂購是否簡單方便？

是否有機構或專業人員可以為安裝和維護太陽能電池板提供可靠和高質量的服務？

材料是否價格合理且質量高？

這些是您應該問的一些問題，以獲得最優惠的價格。

您的位置和交通方式決定了在線訂購的便利性。

如果您認為設置和維護系統會很困難，您可能需要等到該技術在您所在地區得到更廣泛的應用。

預算

太陽能電池系統起初通常很昂貴。

稍後，您會注意到成本開始下降，因為來自太陽的能量在任何時候都是免費和可用的。

通過確定需要覆蓋太陽能電池板的區域，您可以考慮您的預算。

預算是必不可少的，這樣你就不會在你並不真正需要的東西上花大錢。

您還應該考慮將由太陽能供電的小工具和設備。

長壽

維護良好的太陽能發電系統可以使用 30 年。

如果外部條件極其惡劣或很容易損壞材料，其他設置可能只持續幾個月或幾週。

您可以製作自己的太陽能電池，也可以從商店購買。

設置的壽命將取決於材料質量、用途和應用。

價格並不總是意味著質量或壽命。

您應該更多地了解各種品牌，並了解最終會延長使用壽命的功能方面的任何差異。

向使用過該設置的朋友和其他人尋求建議。

隨著太陽能行業技術的發展，隨著太陽能電池板成本的不斷下降，太陽能發電機將變得更小、更輕、更易於使用且更便宜。

選擇太陽能發電機時，關鍵是要選擇在尺寸和容量方面滿足您需求的發電機，以及太陽能電池板使用壽命長的知名品牌。

最後，在購買之前，請務必閱讀一些可靠的太陽能發電機評論。