使用太阳能电池板的基本原则。方案、说明

使用太阳能电池板的基本原理。无线电电子电气工程百科全书

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如今，您可以独立组装一个用于替代太阳能供电的设备，该设备直接由太阳能电池（连接到电池的太阳能电池）、电池和电流转换器（逆变器）设备组成 - 从直流到交流；因此，家里要有一个电源电压为 220 V 的替代电源。图1.1示出了太阳能电源装置的框图。

太阳能电池板应用的基本原理
图 1.1。太阳能电源装置的框图。

根据所提供的说明，消费者的有用功率（及其含义）取决于设备每个元件的功率。

太阳能电池及其各个元件的主要定价因素也是有用功率（电压和输出电流）。例如，今天标称电压为180V、有用功率为12W的TSM-12(180)型成品太阳能电池的成本将为27...29千卢布。为了确保一个现代电热水壶的运行，大约需要2千瓦，即至少11块这样的电池，因此，除了基于太阳能电池板的电源外，今天还积极使用其他替代能源，例如，将风的动能转化为电流的风力发电机，这将在第 2 章中讨论。

太阳能电池板容量为 1 千瓦，今天的价格约为 180 万卢布。

相比之下，柴油发电机最多需要 1 升柴油才能产生 0,33 千瓦时的电力。如果燃料成本为 18 卢布/升，则燃料成本约为 6 卢布/千瓦时。您可以花费 15 卢布购买这样一台尺寸与 PC 系统单元相当的发电机。得出你自己的结论。

大多数太阳能电池是由昂贵的硅制成的。结果，太阳能电池板产生的电力成本很高。然而，未来情况可能会发生变化。预计10年后，利用太阳开采的能源的售价将比利用煤炭、天然气和核燃料开采的能源低50%。

在这一年中，由于硅老化，太阳能电池板损失了高达 1,5% 的原始容量。如果太阳能电池在制造过程中出现缺陷，那么它可能会在几个月甚至几年后显现出来。这就是为什么你不应该购买“便宜”的太阳能电池板，因为它们可能会变得非常昂贵（守财奴支付两次和三次）。尽管如此，太阳能电池板的反对者和支持者都有很多意见和考虑，也许所有交战各方唯一团结一致的是，使用太阳能作为设备的替代电源是非常合理和非常合理的。有希望。

考虑到输出功率相对较低，仅基于一个太阳能电池的光源不能称得上令人满意。因此，那些财力雄厚的消费者将太阳能电池板连接成模块，辅以电池充电控制装置、强大的能量转换器，这种形式的系统已经可以为房屋（小屋）提供不间断的供电，尽管最终费用相当于数十万卢布。

上图。 1.2 显示了家用强大电源的太阳能模块的视图。

太阳能电池板应用的基本原理
图 1.2。家庭强大电源的太阳能模块的看法

我相信替代能源当然是未来。年复一年，太阳能电池将“变得更便宜”，而且令消费者高兴的是，它们的有用功率也会增加。如今，太阳能电池板被广泛用作手机和其他家用电器的低功率充电器。

使用太阳能电池的主要缺点通常被称为对其电源（太阳）的依赖。这就是为什么（见图1.1）在替代电源系统中提供了一个强大的电池，它在太阳能减弱时（例如在夜间）向负载“提供”电流。

一个重要因素是，当太阳光线以 90°（即垂直）角度照射到光伏电池 (PVC) 表面时，太阳能电池板的最大效益（效率）会获得。在其他情况下（如您所知，地球不断围绕太阳旋转），当太阳光线的入射角及其反射发生变化时，即使在阳光明媚的天气下，电池效率也会有所下降。

在晴朗的天气下，平均有 1 瓦的太阳光能落在地球表面 2 平方米的面积上。根据地块位置的不同，阴天时太阳能供应不均，有的地方一年有1000-320天有阳光，有的地方根本没有阳光。在此基础上，有必要计算其在每种具体情况下的应用效果。

为了帮助解决这个问题，表1.1 提供了俄罗斯一些城市接收太阳辐射的信息。该表基于 NASA 卫星的数据。

在莫斯科的纬度，在晴朗的晴天，每3平方米大约提供1千瓦/小时的太阳能。在表中。 2提供了与纬度相关的太阳总辐射量信息（可用于近似计算其他城市的太阳能）。

表 1.1。一些城市的入射太阳辐射

太阳能电池板应用的基本原理

* K - 与莫斯科有关的总太阳辐射系数。

表 1.2。不同纬度的太阳总辐射量

太阳能电池板应用的基本原理

作者：卡什卡罗夫 A.P.

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