太陽能電池配套蓄電池和負載的匹配..

1、太陽能電池配套蓄電池和負載的匹配1、太陽能電池參數(shù)有：空載電壓和短路電流，兩者乘積為 太陽能電池的功率，即P=UI, P為電功率單位是瓦( U為電壓單位是 伏(V) , I為電流單位是安(A) O還有工作電壓和工作 電流，工作電 壓一般為空載電壓的80%-90%,工作電流一般為短路電流的80%-90%o2、蓄電池(也稱電瓶)蓄電池的最佳充電電流和放電電流，一般 按10小時充、放電率計算。例如：IoAH的電瓶，其充電電流最佳為1A, 最佳放電電流也是1Ao7AH的電瓶即為70OmA 40AH的電瓶為4A。充、 放電電流過大都會對電瓶的壽命有一定的影響。3、太陽能電池如何給蓄電池相匹配如：一天要把

2、 12VIOAH 的電瓶充滿，就可選用電壓為 15V-18V,電流為IA的太陽能電 池板。要是要求兩天將電池充滿，那用 15V500mA勺太陽能電池 板就可以了。一天按太陽照射10小時計算。女口： 一天要把12V40AH的 電瓶充滿，可選用電壓為 15V-18V,電流為4A的太陽能電池板,或選取電流為IA的電池板用四塊并聯(lián)使用。如果要求兩天將電瓶 充滿,那么太陽能電池板選2A的電流即可。充電時,太陽能電池的電壓 要高于電瓶電壓20%-30%o4、太陽能電池和電瓶如何與負載匹配如：12VlOAH的電瓶充滿電后，可供12VIOW的節(jié)能燈工作8小時。IOW節(jié)能燈的工作電流為I=pu , 10/12=

3、0. 8A O電瓶按10小時放電率計算，正常放 電電流為1A,考慮到效率問題，所以燈可以正常工作810小時。如用 40W燈泡，電流為40/12=3. 3A,那就只能工作2-3小時?；蛘哌@樣計算， IoW的太陽能電池給蓄電池充電，供IOW的燈來用電，按理想狀態(tài)來講，充電10小時就能用電10小時，而實 際上是達不到的，只能用7-8小時。如果用40W燈照明，那就只能用2 小時了。太陽能光伏知識1、太陽能電池發(fā)電原理：太陽電池是一對光有響應并能將光能 轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種，女口：單晶硅，多晶硅，非晶硅，碑化鐐， 硒鋼銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描 述光發(fā)電過程。

4、 P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P- N結(jié)。 當光線照射太 陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在 P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該 電壓的作用 下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì) 是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。2、晶體硅太陽電池的制作過程：“硅”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了一切，甚至 人類的思維，20世紀末.我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)業(yè)化最快。生產(chǎn)過 程大致可分為五個

5、步驟：a、提純過程b、拉棒過程c、切片過程d、制電池過程e、封裝過程。3、太陽電池的應用：上世紀60年代，科學家們就己經(jīng)將太陽電池應用于空間技術(shù)通信衛(wèi)星供電，上世紀末，在人類不斷自我反省的過程中，對于光伏 發(fā)電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應用， 在眾多領(lǐng)域中也大顯身手。女口：太陽能庭院燈、太陽能發(fā)電戶用系統(tǒng)、 村寨供電的獨立系統(tǒng)、光伏水泵(飲水或灌溉)、通信電源、石油輸油管 道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標、高速公 路路標等。在世紀之交前后期間，歐美等先進國家光伏發(fā)電并入城市用 電系統(tǒng)及邊遠地區(qū)自然界村落供電系統(tǒng)納入發(fā)展方向。太陽電池與建 筑系統(tǒng)的結(jié)

6、合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢。4、太陽電池基本性質(zhì)：a、光電轉(zhuǎn)換效率n %評估太陽電池好壞的重要因 素。目前：實 驗室n 24%,產(chǎn)業(yè)化：n15%ob、單體電池電壓V : 0.4V 0.6V由材料物理特性決定。c、填充因子FF%：評估太陽電池負載能力的重要因素。 FF=(ImXVllI)/(lsc XVoC)其中：ISC 短路電流，d、VoC開路電壓，Im最佳工作電流，Vn最佳工作電壓； 標準光強與環(huán)境溫度地面：AMl. 5光強，1000Wm2 , t =25C； e、溫度對電池性質(zhì)的影響，例如：在標準狀況下，AMl. 5光強，t=25 C某電池板輸出功率測得為IOOWP如果電池溫度升高至45C時，貝

7、V電池板輸出功率就不到IooWP使用太陽能供電 系統(tǒng)的相關(guān)說明蓄電池（也俗稱電瓶）是太陽能供電系統(tǒng)的重要器件，它的主要功能，是把太陽能電池板發(fā)的電能即時儲存在電瓶內(nèi)，以供用電設(shè)備使用，蓄電池具有儲存電能和穩(wěn)定電壓的作用。蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)是電壓和容量。電壓是指蓄電池的額定電壓即正 常工作電壓，一般有3V、6V、12V、24V、36V等。容量是指蓄電池儲 存電量的能力，一般常見的有4AH、6AH. 12AH、20AH、40AH 60AH 120AH等。如以40AH電瓶為例，表示以4A電流給 蓄電池充 電時，10小時可以充滿；若以IA電流充電，則需要40小時才能充滿。 反之放電時也是如此。一般情

8、況下，蓄電池的充放電時間，按10小時 充放電率為宜。用太陽能電池給蓄電池充電時，太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓20%-30%才能 保證給蓄電池正常充電。如給6V蓄電池充電需要用8-9V太陽能電池， 給12V蓄電池充電需要用15-18V太陽能電池。至于用太陽能電池板給 蓄電池充電時，如何匹配為好，主要是看你的實際需要。如果是用于 普通家庭，即白天用太陽能給 蓄電池充電，晚上照明。如：蓄電池選 用40AH電瓶，太陽能電池選用305*457MM （ 15V400MA 10片并聯(lián)，電壓為15V、電流為4A,那 么用10小時可以把電瓶充滿。若用20片并聯(lián)，用5小時可以充滿。同樣400*200MM

9、( IOW的單晶硅太陽能板，用5片 并聯(lián)，電 壓為18V,電流約為4A/I0小時可把40AH電瓶充滿。太陽能電池305*457MM( 15V400MA,功率約為5瓦,功率二電壓*電流 (P=UI), IO片并聯(lián)為50瓦，白天充電IO小時充的電量為500瓦 時。晚上可供100瓦燈泡，用電5小時，即用電量也為500瓦時。若 使用200瓦用電器，就只能工作2.5小時。用太陽能電池給蓄電池 充電時，最好在充電電路中加一只整流二極管，以保證在晚上蓄電池 不會通過太陽能電池板反向放電。若加裝上 充、放電自動保護器更好, 可以保證蓄電池不至于過充電或過放電，對延長蓄電池的壽命有好處, 蓄電池的壽命一般為1-

10、2年。若要使用220V用電器，則要使用專用的 逆變電源。幾例太陽能發(fā)電供電系統(tǒng)民用太陽能發(fā)電供電系統(tǒng)1、5W簡易型太陽能發(fā)電照明系統(tǒng)：包括305*457MM太陽能電池 板一塊，1N54043A整流二極管一只，12V7AH松下免維護電瓶一塊，12V9W 節(jié)能燈一盞，白天充電一天，晚上可工作3-4小時。價格：330元/套。2、IOW簡易型太陽能發(fā)電照明系統(tǒng)：包括305*457太陽 能電 池板兩塊，1N54O4 3A整流二極管一只，12V7AH松下免維護 電瓶一塊, 12V9W節(jié)能燈2盞，白天充電一天，晚上可工作3-4小時。價格：660 元/套。3、20W太陽能發(fā)電系統(tǒng)：包括多晶硅太陽能電池20W

11、塊，密 封蓄電池：12V/20AH 一塊(自備)，控制器一個，12V9W節(jié)能燈2盞， 300W逆變器一臺。價格：1300元/套。4、50瓦多晶硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)：包括多晶硅太陽能電池板50W , 密封蓄電池：12V/40AH -塊（自備）,控制器一臺，500W逆變器 一臺。12V9W節(jié)能燈2盞。3400元/套。5、50瓦非晶硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)：包括非晶硅太陽能電池板50W, 密封蓄電池：12V/40AH -塊（自備）,控制器一臺，12V9W節(jié)能燈 2盞。500W逆變器一臺。2800元/套。6、太陽能庭院燈：包括IoW晶硅太陽能電池板、12V9W節(jié)能燈、12V7AH免維護電瓶、智能光伏控制器。680

12、元/套。7、太陽能電源控制器：A型：有過壓、欠壓、接反、過載短路保護功能220元/臺；B型：除具有A型的全部功能外，還有光控 功能，白天充電晚上自動點亮燈240元/臺。C型還有定時和紅外控制功能360元/臺。8、系列逆變電源：70W80 元，120W120 元，150W140 元，300W220 元，500W360元。12V9W節(jié)能燈16元。光伏獨立電站組成圖照明相關(guān) 術(shù)語光通量：光源每秒種發(fā)出的可見光量之和，簡單說就是發(fā)光量。單 位：流明（Im）照度：單位面積內(nèi)入射的光通量，也就是光通量除以 面積所得到的值。單位：勒克司（IUX ） o照度分為水平照度和垂直照度。水平照度為光通量入射水平表面

13、 的照度，垂直照度為光通量入射到垂直面的照度。光強：符號I ,單位坎德拉Cd ,說明發(fā)光體在特定方向單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量亮度：符號L,單位尼脫cdm2,說明發(fā)光體在特定方向單位立體 角單位面積內(nèi)的光通量光效：單位每瓦流明Lm/w,說明電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力， 以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示平均壽命：單位小時，說明指一批燈泡至百分之五十的數(shù)量 損壞時的小時數(shù)經(jīng)濟壽命：單位小時，說明在同時考慮燈泡的損壞以及光束輸 出衰減的狀況下，其綜合光束輸出減至一特定的小時數(shù)。此比例用于 室外的光源為百分之七十，用于室內(nèi)的光源如日光燈則為百分之八十。色溫：以絕對溫度K來表示，即將一標準黑體加熱，溫度升

14、高到 一定程度時顏色開始由深紅-淺紅-橙黃-白-藍，逐漸改變，某光源與 黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。光 源色溫不同，光色也不同：色溫在3300K以下，光色偏紅給以溫暖的 感覺；有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺；色溫在30006OOOK為中間，人 在此色調(diào)下無特別明顯的視覺心理效果，有爽快的感覺；故稱為中性 色溫。色溫超過6000K,光 色偏藍，給人以清冷的感覺，a. 色溫與亮度高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種 陰氣的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。b. 光色的對比在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對比 將會出現(xiàn)層次效果，光色對比大時

15、，在獲得亮度層次的同時，又可獲 得光色的層次。采用低色溫光源照射，能使紅色更鮮艷；采用中色溫 光源照射，使藍色具有清涼感；采用高色溫光源照射，使物體有冷的 感覺。顯 色 性：光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也 就是 顏色逼真的程度；光源的顯色性是由顯色指數(shù)來表明，它表示物體在 光下顏色比基準光（太陽光）照明時顏色的偏離，能較全面反映光源的 顏色特性。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好，我們所見到的顏色也就 接近自然色，顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差，我們所見到的顏色偏 差也較大。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定為100,各類光 源的顯色指數(shù)各不相同，如：高壓鈉燈顯色指數(shù)Ra=23,熒光燈

16、管顯色 指數(shù)RaWO90光效：衡量光源節(jié)能的重要指標，就是光源發(fā)出的光 通量除以光源所消耗 的功率。單位：流明/瓦（lm/w ） o顯色分兩種：忠實顯色：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使 用顯色指數(shù)（Ra）高的光源，其數(shù)值接近100,顯色性最好。效 果 顯色：要鮮明地強調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強 顯色效果。眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強烈的亮度對比，則可以造成視覺不舒適稱為眩光。眩光分為失能性眩光和不舒適性眩光， 眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。電磁干擾：氣體放電燈鎮(zhèn)流器在使用過程中，會通過輻射，傳 導等方式對周圍電器產(chǎn)生干擾。電磁噪音：可能使周圍電器工作異常甚至失控。平均壽命：

17、燈50% 損壞時的時間。高度對比：被識別對象和其背景亮度之差與背景亮度之比稱為亮 度對比，對比影響物體的可見度。對比大的物體容易被觀察到，并在 視覺上產(chǎn)生近距感和興奮感。太陽能路燈照明系統(tǒng)太陽能路燈作為獨立的照明系統(tǒng)，因其具有不受供 電影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，只要陽光充足就可以就地安 裝等特點，因此受到人們的廣泛關(guān)注，又因其不污染環(huán)境，而被稱為 綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽能路燈即可用于城鎮(zhèn)公園、道路、草坪的照明，又 可用于人口分布密度較小，交通不便經(jīng)濟不發(fā)達、缺乏常規(guī)燃料，難以 用常規(guī)能源發(fā)電，但太陽能資源豐富的地區(qū)，以解決這些地區(qū)人們的家 用照明問題。近年來，隨著太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展

18、，光伏應用的 領(lǐng)域正在逐漸擴大，各種光伏新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。在照明路燈中，作 為技術(shù)和藝術(shù)相結(jié)合的太陽能照明系統(tǒng)-太陽能路燈，已開始在美國、 法國、日本等 發(fā)達國家很多地區(qū)得到廣泛應用，在我國則處于起步階 段。目前國內(nèi)太陽能路燈普遍存在的問題是功率?。ü庹斩认喈斢贗OOW以下的白熾燈），在遇到連續(xù)陰雨時，只能工作5天左右，且在 大面積使用時，其啟動的時差高達十多分鐘，從而嚴重影響了陽光電 燈的推廣和應用。太陽能路燈系統(tǒng)由太陽能電池組件、蓄電池、電源 控制器、發(fā)光組件（一般是Ied光源）組成。其中太陽能電池板，蓄 電池，光源都連接在在控制器上，所以的指令都 有控制器控制。太陽 能路燈的工作原理是，白

19、天太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，傳給 蓄電池，晚上蓄電池把電能傳遞給負載（光源），是一個獨立的照明 系統(tǒng)。太陽能路燈獨立供 電，無需預埋輸電線，環(huán)保美觀，安裝簡易 方便，可免去敷設(shè)電纜時對植被的破壞，可用作步行道及公路輔路的 照明，也可用于鄉(xiāng)村、海島、高速公路等照明。系統(tǒng)每天照明3-12小 時，可連 續(xù)3-5個陰雨天氣正常工作，標準配置，附支架及配件，亮 度及樣式可據(jù)客戶要求定制，為客戶設(shè)計經(jīng)濟合理的綜合解決方案。1、電池組件：35Wp17V太陽能電池板；2、蓄電池：38Ah12V鉛酸蓄電池；3、光源：21W大功率LED燈；4、控制系統(tǒng)：太陽能路燈專用微電腦智能控制器；5、使用溫度：-20

20、C至70C；6、 照明時間：8小時，3個陰雨天；注：因太陽能資源的地 區(qū)差異，太陽能供電系統(tǒng)的具體配置應根據(jù)客戶的實際要求及安裝地點 的太陽能輻射量而設(shè)計；燈體樣式及造型可根據(jù)客戶要求單獨設(shè)計定 做。太陽能路燈的組成太陽能路燈由以下幾個部分組成：太陽能電池 板、太陽能控制器、蓄電池組、光源、燈桿及燈具外殼。如輸出電源為 交流220V或IIOV還要配置逆變器。1 太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分, 也是太陽能路燈中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池中存儲起來。在眾多太陽光電池中較普遍且較 實用的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池 及非晶硅太陽能電

21、池 等三種。在太陽光充足日照好的東西部地區(qū)，采用多晶硅太陽能電池為 好，因為多晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單，價格比單晶低。在陰 雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)，采用單晶硅太陽能電 池為好，因為單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定。非晶硅太陽能電 池在室外陽光不足的情況下比較好，因為非晶硅太陽能電池對太陽光 照條件要求比較低。2、太陽能控制器無論太陽能燈具大小，一個性能良好的充電放 電控制器是必不可少的。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充 電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。在溫差較大的地 方，合格的控制器還應具備溫度補償功能。同時太陽能控制器應兼有路 燈控制功能，具有光

22、控、時控功能，并應具有夜間自動切控負載功能, 便于陰雨天延長路燈工作時間。3、蓄電池由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。一般有鉛酸蓄電池、Ni-Cd蓄電池、Ni-H蓄電池。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下 原 則：首先在能滿足夜晚照明的前提下，把白天太陽能電池組件 的能量 盡量存儲下來，同時還要能夠存儲滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電 能。蓄電池容量過小不能夠滿足夜晚照明的需要，蓄電池過大，一方 面蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命，同時造成浪費。蓄電池 應與太陽能電池、用電負荷（路燈）相匹配。可用一種簡單方法確定它 們之間的關(guān)系。太陽能電池功率必須比

23、負載功率高出4倍以上，系 統(tǒng)才能正常工作。太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓2030%,才能保證給蓄電池正常 負電。蓄電池容量必須比負載日耗量高6倍以上為宜。4、光源太陽能路燈采用何種光源是太陽能燈具是否能正常使用 的重要指標，一般太陽能燈具采用低壓節(jié)能燈、低壓鈉燈、無極燈、 DLED光源。（1）低壓節(jié)能燈：功率小，光效較高，但使用壽命2000 小時，電壓低燈管發(fā)黑，一般適合太陽能草坪燈、庭院燈。（2）低壓 鈉燈：低壓鈉燈光效高（可達200Lmw）,但需逆變器，低壓鈉燈價 格貴，整個系統(tǒng)造高，采用較少。（3）無極燈：功率小，光效較高。 該燈在220V （純正弦波，頻率50赫茲）普通市電條件下使用，壽命 可以達到5萬小時，在太陽能燈具上使用壽命大大減少和普通節(jié)能燈 差不多（因為太陽能燈具 都是方波逆變器，太陽能電源220V輸出頻 率、項位、電壓都是不能和普通市電相比的）。（4） LED LED燈光源， 壽命長，可達IOOOOOO小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高，在90 Lm/w o隨著技術(shù)進步，LED的性能將進一步提高。筆者認為LED作為太陽能路燈的光源將是一種趨勢。5、燈桿及燈具外殼燈桿的高度應根據(jù)道路的寬度、燈具的間距， 道路的照度標準確定。燈具外殼根據(jù)我們收集了許多國外太陽燈資料， 在美觀和