太陽能電池配套蓄電池和負(fù)載的匹配

1、太陽能電池配套蓄電池和負(fù)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（W），U為電壓單位是伏（V），I為電流單位是安（A）。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%。2、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：10AH的電瓶，其充電電流最佳為1A，最佳放電電流也是1A。7AH的電瓶即為700mA。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12V10AH的電

2、瓶充滿，就可選用電壓為15V-18V，電流為1A的太陽能電池板。要是要求兩天將電池充滿，那用15V500mA的太陽能電池板就可以了。一天按太陽照射10小時計算。如：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1A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%。4、太陽能電池和電瓶如何與負(fù)載匹配如：12V10AH的電瓶充滿電后，可供12V10W的節(jié)能燈工作8小時。10W節(jié)能燈的工作電流為I=P/U，10/12=0.8A。電瓶按10小時放電率計算，正常放電

3、電流為1A，考慮到效率問題，所以燈可以正常工作8-10小時。如用40W燈泡，電流為40/12=3.3A，那就只能工作2-3小時。或者這樣計算，10W的太陽能電池給蓄電池充電，供10W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(dá)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(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。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。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成PN結(jié)。 

4、;  當(dāng)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(dāng)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(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導(dǎo)體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀(jì)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步驟：a、提純過程 b、拉棒過程 c、切

5、片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。3、太陽電池的應(yīng)用：上世紀(jì)60年代，科學(xué)家們就己經(jīng)將太陽電池應(yīng)用于空間技術(shù)通信衛(wèi)星供電，上世紀(jì)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(yīng)用，在眾多領(lǐng)域中也大顯身手。如：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(hù)、光纜通信泵站電源、海水淡化系統(tǒng)、城鎮(zhèn)中路標(biāo)、高速公路路標(biāo)等。在世紀(jì)之交前后期間，歐美等先進(jìn)國家光伏發(fā)電并入城市用電系統(tǒng)及邊遠(yuǎn)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)合已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化趨勢。4、太陽電池基本性質(zhì)：&#

6、160;a 、光電轉(zhuǎn)換效率 % 評估太陽電池好壞的重要因素。  目前：實驗室 24%，產(chǎn)業(yè)化： 15%。 b、單體電池電壓 V：0.4V0.6V由材料物理特性決定。 c、填充因子FF%：評估太陽電池負(fù)載能力的重要因素。 FF=(Im×Vm)/(Isc×Voc)     其中：Isc短路電流，Voc開路電壓，Im最佳工作電流，Vm最佳工作電壓； d、標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)與環(huán)境溫度  地面：AM1.5光強(qiáng)，1000W/m2 ，t = 25； e、溫度對電池性質(zhì)的影響，例如

7、：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,AM1.5光強(qiáng)，t=25某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45時，則電池板輸出功率就不到100Wp 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、12

8、0AH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1A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

9、，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（10W）的單晶硅太陽能板，用5片并聯(lián)，電壓為18V，電流約為4A，10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=電壓*電流（P=UI），10片并聯(lián)為50瓦，白天充電10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

10、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(hù)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1-2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，1N5404 3A整流二極管一只，12V7AH松下免維護(hù)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、10W簡易型太陽能發(fā)電照明系統(tǒng)：包括305*457MM太陽能電池板兩塊，1N5404 3A整流二極

11、管一只，12V7AH松下免維護(hù)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一塊， 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 一塊（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 一塊（自備），

12、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10W晶硅太陽能電池板、12V9W節(jié)能燈、12V7AH免維護(hù)電瓶、智能光伏控制器。680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(hù)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

13、，簡單說就是發(fā)光量。單位：流明（lm） 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（lux）。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的照度，垂直照度為光通量入射到垂直面的照度。 光強(qiáng)：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 cd/m2，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(jì)壽命：單位 小時，說

14、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(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅-淺紅-橙黃-白-藍(lán)，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當(dāng)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3000-6000K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(lán)，

15、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，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(lán)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(zhǔn)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

16、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，熒光燈管顯色指數(shù)Ra=6090。 光 效：衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)，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）。 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(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強(qiáng)顯色效果。 眩 光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對比，則可以造成

17、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(dǎo)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：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

18、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(jì)不發(fā)達(dá)、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，光伏應(yīng)用的領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)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(dá)國家很多地區(qū)得到廣泛應(yīng)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?dāng)于100W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

19、啟動的時差高達(dá)十多分鐘，從而嚴(yán)重影響了陽光電燈的推廣和應(yīng)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led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(fù)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(yù)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

20、陰雨天氣正常工作，標(biāo)準(zhǔn)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(jì)合理的綜合解決方案。 1、電池組件：35Wp/17V太陽能電池板； 2、蓄電池： 38Ah/12V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至70； 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(yīng)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

21、殼。如輸出電源為交流220V或110V，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

22、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(yīng)具備溫度補償功能。同時太陽能控制器應(yīng)兼有路燈控制功能，具有光控、時控功能，并應(yīng)具有夜間自動切控負(fù)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，

23、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(yīng)與太陽能電池、用電負(fù)荷（路燈）相匹配?？捎靡环N簡單方法確定它們之間的關(guān)系。太陽能電池功率必須比負(fù)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(fù)電。蓄電池容量必須比負(fù)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(biāo)，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

24、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(dá)200Lm/w），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(dá)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(dá)1000000小時，工作電壓低，不需要逆變器，光效較高，在90 Lm/w。隨著技術(shù)進(jìn)步，LED的性能將進(jìn)一步提高。筆者認(rèn)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(yīng)根據(jù)道路的寬度、燈具的間距，道路的照度標(biāo)準(zhǔn)確定。燈具外殼根據(jù)我們收集了許多國外太陽