太陽能是指太陽光的輻射能量。太陽能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源利用方式。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢(shì)能等等。
利用太陽能的方法主要有:
* 使用太陽電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能
* 使用太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水
* 利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電
* 利用太陽能進(jìn)行海水淡化
太陽能原理很復(fù)雜,一般可以用半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。而且現(xiàn)在的轉(zhuǎn)換效率越來越高。
現(xiàn)在,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題,但是太陽電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。
目前,全球最大的屋頂太陽能面板系統(tǒng)位于德國(guó)南部比茲塔特(Buerstadt),面積為四萬平方米,每年的發(fā)電量為450萬千瓦。
利用太陽能原理發(fā)電的系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為:
?。ㄒ唬┨柲茈姵匕澹禾柲茈姵匕迨翘柲馨l(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來,或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本;
(二)太陽能控制器:太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng);
?。ㄈ┬铍姵兀阂话銥殂U酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來,到需要的時(shí)候再釋放出來。
?。ㄋ模┠孀兤鳎涸诤芏鄨?chǎng)合,都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能,需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合,需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí),也要用到DC-DC逆變器,如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能(注意,不是簡(jiǎn)單的降壓)
太陽能原理可分為2種:
1.太陽能光伏
光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分,故可以長(zhǎng)時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源,較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋照明,并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產(chǎn)生更多電力。近年,天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。
2.太陽熱能
現(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合,并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒硎占柲芡?,建筑物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。
評(píng)論
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