太陽能板

太陽能板

您可能見過使用太陽能電池的計算器——從不需要電池的計算器,有時這種計算器甚至沒有關閉按鈕。只要有足夠的光,這些計算器似乎就可以一直工作下去。您可能見過更大的太陽能電池板——在緊急交通標誌、公共電話亭、浮標甚至停車場中和電源指示燈上都能看到這樣的電池板。儘管這些大型面板不像太陽能計算器那樣常見,但它們確實存在,如果您知道相應的位置,便會很容易發現它們。太陽能電池還裝在人造衛星上,用來為其供電。在近20年中,您可能不斷聽到“太陽能革命”這一說法 -- 講的是有一天我們會全部使用從太陽獲得的免費電能。這是一個誘人的承諾:在天氣晴朗、陽光明媚的日子裡,太陽向地球表面輻射的能量約為1,000瓦每平方米,如果我們可以將這些能量全部收集起來,就可以輕鬆地為住宅和辦公室提供免費電力。太陽能板solar energy panel或說太陽能電池solar cell。

基本信息

單體太陽電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、並聯連線和嚴密封裝成組件。太陽能板(也叫太陽能電池組件)是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中最重要的部分。

定義

中文名:太陽能板
英文名:Solarpanel
定義:由若干個太陽能電池片按一定方式組裝在一塊板上的
太陽能板
太陽能板
組裝件。

發電原理

 太陽能板 太陽能板
太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。
太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式,一種是光—熱—電轉換方式,另一種是光—電直接轉換方式。
(1)光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程;後一個過程是熱—電轉換過程。
(2)光—電直接轉換方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件,是一個半導體光電二極體,當太陽光照到光電二極體上時,光電二極體就會把太陽的光能變成電能,產生電流。當許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池

組成與功能

當前,晶體矽材料(包括多晶矽和單晶矽)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今後相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶矽材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中,形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。多晶矽的需求主要來自於半導體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。其中,用於電子級多晶矽占55%左右,太陽能級多晶矽占45%,隨著光伏產業的迅猛發展,太陽能電池對多晶矽需求量的增長速度高於半導體多晶矽的發展,預計到2008年太陽能多晶矽的需求量將超過電子級多晶矽。1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年裡就增長了17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。
太陽能板構成及各部分功能:
(1)鋼化玻璃:其作用為保護髮電主體(如電池片),透光其選用是有要求的:
1.透光率必須高(一般91%以上);
2.超白鋼化處理。
(2)EVA:用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體(電池片),透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命,暴露在空氣中的EVA易老化發黃,從而影響組件的透光率,從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外,組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如EVA膠連度不達標,EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起EVA提早老化,影響組件壽命。
(3)電池片:主要作用就是發電,發電主體市場上主流的是晶體矽太陽電池片、薄膜太陽能電池片,兩者各有優劣。晶體矽太陽能電池片,設備成本相對較低,但消耗及電池片成本很高,但光電轉換效率也高,在室外陽光下發電比較適宜。薄膜太陽能電池,相對設備成本較高,但消耗和電池成本很低,但光電轉化效率相對晶體矽電池片一半多點,但弱光效應非常好,在普通燈光下也能發電,如計算器上的太陽能電池。
(4)背板:作用,密封、絕緣、防水。一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化,大多數組件廠家都質保25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關鍵就在與背板和矽膠是否能達到要求。
(5)鋁合金:保護層壓件,起一定的密封、支撐作用。
(6)接線盒:保護整個發電系統,起到電流中轉站的作用,如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極體的選用,根據組件內電池片的類型不同,對應的二極體也不相同。
(7)矽膠:密封作用,用來密封組件與鋁合金框線、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代矽膠,國內普遍使用矽膠,工藝簡單,方便,易操作,而且成本很低。

分類

單晶矽太陽能板
單晶矽太陽能板的光電轉換效率為15%左右,最高的達到24%,這是所有種類的太陽能板中光電轉換效率最高的,但製作成本很大,以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由於單晶矽一般採用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因此其堅固耐用,使用壽命一般可達15年,最高可達25年。
多晶矽太陽能板
多晶矽太陽能板的製作工藝與單晶矽太陽能板差不多,但是多晶矽太陽能板的光電轉換效率則要降低不少,其光電轉換效率約12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最高效率多晶矽太陽能板)。從製作成本上來講,比單晶矽太陽能板要便宜一些,材料製造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。此外,多晶矽太陽能板的使用壽命也要比單晶矽太陽能板短。從性能價格比來講,單晶矽太陽能板還略好。
非晶矽太陽能板
非晶矽太陽電板是1976年出現的新型薄膜式太陽能板,它與單晶矽和多晶矽太陽能板的製作方法完全不同,工藝過程大大簡化,矽材料消耗很少,電耗更低,它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶矽太陽能板存在的主要問題是光電轉換效率偏低,國際先進水平為10%左右,且不夠穩定,隨著時間的延長,其轉換效率衰減。
多元化合物太陽能板
多元化合物太陽能板指不是用單一元素半導體材料製成的太陽能板。各國研究的品種繁多,大多數尚未工業化生產,主要有以下幾種:
a)硫化鎘太陽能板
b)砷化鎵太陽能板
c)銅銦硒太陽能板

套用領域

一、用戶太陽能電源
(1)小型電源10-100W不等,用於邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照
太陽能發電系統
太陽能發電系統
明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂併網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。
二、交通領域
如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標誌燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
三、通訊/通信領域
太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領域
石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
五、家庭燈具電源
如太陽能庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。
六、光伏電站
10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。
七、太陽能建築
將太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給,是未來一大發展方向。
八、其他領域包括
(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生髮電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、太空飛行器、空間太陽能電站等。

太陽能板市場狀況

歐盟貿易委員5月份或將提議,對中國產太陽能板施以30%以上懲罰性關稅,以保護歐洲生產商。
路透社援引外交人士的話,歐盟貿易委員卡雷爾·德古特將於8日在歐盟各國貿易代表會議上提議,對中國太陽能板施加懲罰性關稅,並預計會得到支持。按照歐盟相關法規,相關臨時性稅收措施將於6月6日前生效。
不過,即便歐盟屆時出台初裁決定,仍然留有與中方協商解決問題的餘地。若雙方協商成功,便能避免最長可實施5年的懲罰性關稅措施。
歐盟委員會分別啟動針對從中國進口的太陽能電池板的反傾銷和反補貼調查,涉及中國企業對歐盟出口金額高達210億歐元(約合276億美元),被業內人士稱為歐盟歷史上涉案金額最大的“雙反”案件。
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