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太陽(yáng)能電池的工作電壓和電流是隨負載電阻而變化的,將不同阻值所對應的工作電壓和電流值做成曲線(xiàn)就得到太陽(yáng)能電池的伏安特性曲線(xiàn)。如果選擇的負載電阻值能使輸出電壓和電流的乘積大,即可獲得大輸出功率,用符號Pm表示。此時(shí)的工作電壓和工作電流稱(chēng)為佳工作電壓和佳工作電流,分別用符號Um和Im表示。
太陽(yáng)能電池的轉換效率指在外部回路上連接佳負載電阻時(shí)的大能量轉換效率,等于太陽(yáng)能電池的輸出功率與入射到太陽(yáng)能電池表面的能量之比。太陽(yáng)能電池的光電轉換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數,它與電池的結構、結特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān) 。
太陽(yáng)能交流發(fā)電系統是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽(yáng)能直流發(fā)電系統則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統能為負載提供足夠的電源,就要根據用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個(gè)小時(shí)為例,介紹一下計算方法:
應計算出每天消耗的瓦時(shí)數(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉換效率為90%,則當輸出功率為100W時(shí),則實(shí)際需要輸出功率應為100W/90%≈111W;若按每天使用5小時(shí),則耗電量為111W×5h=555Wh。
太陽(yáng)能電池主要是以半導體材料為基礎,其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光伏反應,根據所用材料的不同,太陽(yáng)能電池可分為:
1、硅太陽(yáng)能電池;
2、以無(wú)機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池;
3、功能高分子材料制備的太陽(yáng)能電池;
4、納米晶太陽(yáng)能電池等。
許多國家正在制訂中長(cháng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計劃,準備在21世紀大規模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能,美國能源部推出的是國家光伏計劃,日本推出的是陽(yáng)光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容,該計劃在單晶硅和器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、 光伏應用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作。
從長(cháng)遠來(lái)看,隨著(zhù)太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉換裝置的發(fā)明,各國對環(huán)境的保護和對再生清潔能源的需求,太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法,可為人類(lèi)未來(lái)大規模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟廣闊的前景。
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