太陽能獨(dú)立光伏電源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)過光伏工作者們堅(jiān)持不懈的努力,太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)不斷得到提高,并且日益廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。如何根據(jù)各地區(qū)太陽能輻射條件,來設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)而又可靠的光伏電源系統(tǒng),這是眾多專家學(xué)者研究已久的課題,而且已有許多卓越的研究成果,為我國(guó)光伏事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。筆者在學(xué)習(xí)各專家的設(shè)計(jì)方法時(shí)發(fā)現(xiàn),這些設(shè)計(jì)僅考慮了蓄電池的自維持時(shí)間(即最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天),而沒有考慮到虧電后的蓄電池最短恢復(fù)時(shí)間(即兩組最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù))。這個(gè)問題尤其在我國(guó)南方地區(qū)應(yīng)引起高度重視,因?yàn)槲覈?guó)南方地區(qū)陰雨天既長(zhǎng)又多,而對(duì)于方便適用的獨(dú)立光伏電源系統(tǒng),由于沒有應(yīng)急的其他電源保護(hù)備用,所以應(yīng)該將此問題納入設(shè)計(jì)中一起考慮。本文綜合以往各設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合筆者多年來實(shí)際從事光伏電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的經(jīng)驗(yàn),引入兩組最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)之一,并綜合考慮了各種影響太陽能輻射條件的因素,提出了太陽能電池、蓄電池容量的計(jì)算公式,及相關(guān)設(shè)計(jì)方法。影響設(shè)計(jì)的諸多因素太陽照在地面太陽能電池方陣上的輻射光的光譜、光強(qiáng)受到大氣層厚度(即大氣質(zhì)量)、地理位置、所在地的氣候和氣象、地形地物等的影響,其能量在一日、一月和一年內(nèi)都有很大的變化,甚至各年之間的每年總輻射量也有較大的差別。太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率,受到電池本身的溫度、太陽光強(qiáng)和蓄電池電壓浮動(dòng)的影響,而這三者在一天內(nèi)都會(huì)發(fā)生變化,所以太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率也是變量。蓄電池組也是工作在浮充電狀態(tài)下的,其電壓隨方陣發(fā)電量和負(fù)載用電量的變化而變化。蓄電池提供的能量還受環(huán)境溫度的影響。太陽能電池充放電控制器由電子元器件制造而成,它本身也需要耗能,而使用的元器件的性能、質(zhì)量等也關(guān)系到耗能的大小,從而影響到充電的效率等。負(fù)載的用電情況,也視用途而定,如通信中繼站、無人氣象站等,有固定的設(shè)備耗電量。而有些設(shè)備如燈塔、航標(biāo)燈、民用照明及生活用電等設(shè)備,用電量是經(jīng)常有變化的。因此,太陽能電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì),需要考慮的因素多而復(fù)雜。特點(diǎn)是:所用的數(shù)據(jù)大多為以前統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),各統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的測(cè)量以及數(shù)據(jù)的選擇是重要的。設(shè)計(jì)者的任務(wù)是:在太陽能電池方陣所處的環(huán)境條件下(即現(xiàn)場(chǎng)的地理位置、太陽輻射能、氣候、氣象、地形和地物等),設(shè)計(jì)的太陽能電池方陣及蓄電池電源系統(tǒng)既要講究經(jīng)濟(jì)效益,又要保證系統(tǒng)的高可靠性。某特定地點(diǎn)的太陽輻射能量數(shù)據(jù),以氣象臺(tái)提供的資料為依據(jù),供設(shè)計(jì)太陽能電池方陣用。這些氣象數(shù)據(jù)需取積累幾年甚至幾十年的平均值。地球上各地區(qū)受太陽光照射及輻射能變化的周期為一天24h。處在某一地區(qū)的太陽能電池方陣的發(fā)電量也有24h的周期性的變化,其規(guī)律與太陽照在該地區(qū)輻射的變化規(guī)律相同。但是天氣的變化將影響方陣的發(fā)電量。如果有幾天連續(xù)陰雨天,方陣就幾乎不能發(fā)電,只能靠蓄電池來供電,而蓄電池深度放電后又需盡快地將其補(bǔ)充好。設(shè)計(jì)者多數(shù)以氣象臺(tái)提供的太陽每天總的輻射能量或每年的日照時(shí)數(shù)的平均值作為設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)。由于一個(gè)地區(qū)各年的數(shù)據(jù)不相同,為可靠起見應(yīng)取近十年內(nèi)的最小數(shù)據(jù)。根據(jù)負(fù)載的耗電情況,在日照和無日照時(shí),均需用蓄電池供電。氣象臺(tái)提供的太陽能總輻射量或總?cè)照諘r(shí)數(shù)對(duì)決定蓄電池的容量大小是不可缺少的數(shù)據(jù)。對(duì)太陽能電池方陣而言,負(fù)載應(yīng)包括系統(tǒng)中所有耗電裝置(除用電器外還有蓄電池及線路、控制器等)的耗量。方陣的輸出功率與組件串并聯(lián)的數(shù)量有關(guān),串聯(lián)是為了獲得所需要的工作電壓,并聯(lián)是為了獲得所需要的工作電流,適當(dāng)數(shù)量的組件經(jīng)過串并聯(lián)即組成所需要的太陽能電池方陣。蓄電池組容量設(shè)計(jì)太陽能電池電源系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置主要是蓄電池。與太陽能電池方陣配套的蓄電池通常工作在浮充狀態(tài)下,其電壓隨方陣發(fā)電量和負(fù)載用電量的變化而變化。它的容量比負(fù)載所需的電量大得多。蓄電池提供的能量還受環(huán)境溫度的影響。為了與太陽能電池匹配,要求蓄電池工作壽命長(zhǎng)且維護(hù)簡(jiǎn)單。1.蓄電池的選用能夠和太陽能電池配套使用的蓄電池種類很多,目前廣泛采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池三種。國(guó)內(nèi)目前主要使用鉛酸免維護(hù)蓄電池,因?yàn)槠涔逃械摹懊狻本S護(hù)特性及對(duì)環(huán)境較少污染的特點(diǎn),很適合用于性能可靠的太陽能電源系統(tǒng),特別是無人值守的工作站。普通鉛酸蓄電池由于需要經(jīng)常維護(hù)及其環(huán)境污染較大,所以主要適于有維護(hù)能力或低檔場(chǎng)合使用。堿性鎳鎘蓄電池雖然有較好的低溫、過充、過放性能,但由于其價(jià)格較高,僅適用于較為特殊的場(chǎng)合。2.蓄電池組容量的計(jì)算蓄電池的容量對(duì)保證連續(xù)供電是很重要的。在一年內(nèi),方陣發(fā)電量各月份有很大差別。方陣的發(fā)電量在不能滿足用電需要的月份,要靠蓄電池的電能給以補(bǔ)足;在超過用電需要的月份,是靠蓄電池將多余的電能儲(chǔ)存起來。所以方陣發(fā)電量的不足和過剩值,是確定蓄電池容量的依據(jù)之一。同樣,連續(xù)陰雨天期間的負(fù)載用電也必須從蓄電池取得。所以,這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的因素之一。因此,蓄電池的容量BC計(jì)算公式為:BC=A3QL3NL3TO/CCAh（1）式中:A為安全系數(shù),取1.1~1.4之間;QL為負(fù)載日平均耗電量,為工作電流乘以日工作小時(shí)數(shù);NL為最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù);TO為溫度修正系數(shù),一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;CC為蓄電池放電深度,一般鉛酸蓄電池取0.75,堿性鎳鎘蓄電池取0.85。太陽能電池方陣設(shè)計(jì)1.太陽能電池組件串聯(lián)數(shù)Ns太陽能電池組件按一定數(shù)目串聯(lián)起來,就可獲得所需要的工作電壓,但是,太陽能電池組件的串聯(lián)數(shù)必須適當(dāng)。串聯(lián)數(shù)太少,串聯(lián)電壓低于蓄電池浮充電壓,方陣就不能對(duì)蓄電池充電。如果串聯(lián)數(shù)太多使輸出電壓遠(yuǎn)高于浮充電壓時(shí),充電電流也不會(huì)有明顯的增加。因此,只有當(dāng)太陽能電池組件的串聯(lián)電壓等于合適的浮充電壓時(shí),才能達(dá)到最佳的充電狀態(tài)。計(jì)算方法如下:Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+Uc)/Uoc(2)式中:UR為太陽能電池方陣輸出最小電壓;Uoc為太陽能電池組件的最佳工作電壓;Uf為蓄電池浮充電壓;UD為二極管壓降,一般取0.7V;UC為其它因數(shù)引起的壓降。電池的浮充電壓和所選的蓄電池參數(shù)有關(guān),應(yīng)等于在最低溫度下所選蓄電池單體的最大工作電壓乘以串聯(lián)的電池?cái)?shù)。2.太陽能電池組件并聯(lián)數(shù)Np在確定NP之前,我們先確定其相關(guān)量的計(jì)算方法。(1)將太陽能電池方陣安裝地點(diǎn)的太陽能日輻射量Ht,轉(zhuǎn)換成在標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的平均日輻射時(shí)數(shù)H:H=Ht32.778/10000h(3)式中:2.778/10000(h•m2/kJ)為將日輻射量換算為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)(1000W/m2)下的平均日輻射時(shí)數(shù)的系數(shù)。(2)太陽能電池組件日發(fā)電量QpQp=Ioc3H3Kop3CzAh（4）式中:Ioc為太陽能電池組件最佳工作電流;Kop為斜面修正系數(shù);Cz為修正系數(shù),主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,一般取0.8。(3)兩組最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)Nw,此數(shù)據(jù)為本設(shè)計(jì)之獨(dú)特之處,主要考慮要在此段時(shí)間內(nèi)將虧損的蓄電池電量補(bǔ)充起來,需補(bǔ)充的蓄電池容量Bcb為:Bcb=A3QL3NLAh（5）(4)太陽能電池組件并聯(lián)數(shù)Np的計(jì)算方法為:Np=(Bcb+Nw3QL)/(Qp3Nw)（6）式(6)的表達(dá)意為:并聯(lián)的太陽能電池組組數(shù),在兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)內(nèi)所發(fā)電量,不僅供負(fù)載使用,還需補(bǔ)足蓄電池在最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天內(nèi)所虧損電量。3.太陽能電池方陣的功率計(jì)算根據(jù)太陽能電池組件的串并聯(lián)數(shù),即可得出所需太陽能電池方陣的功率P:P=Po3Ns3NpW(7)式中:Po為太陽能電池組件的額定功率。設(shè)計(jì)實(shí)例以某地面衛(wèi)星接收站為例,負(fù)載電壓為12V,功率為25W,每天工作24h,最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天為15d,兩最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天最短間隔天數(shù)為30d,太陽能電池采用云南半導(dǎo)體器件廠生產(chǎn)的38D9753400型組件,組件標(biāo)準(zhǔn)功率為38W,工作電壓17.1V,工作電流2.22A,蓄電池采用鉛酸免維護(hù)蓄電池,浮充電壓為(14±1)V。其水平面太陽輻射數(shù)據(jù)參照表1,其水平面的年平均日輻射量為12110(kJ/m2),Kop值為0.885,最佳傾角為16.13°,計(jì)算太陽能電池方陣功率及蓄電池容量。1.蓄電池容量BcBc=A3QL3NL3To/CC=1.23(25/12)32431531/0.75=1200Ah2.太陽能電池方陣率P因?yàn)?Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+UC)/Uoc=(14+0.7+)/17.1=0.92≈1Qp=Ioc3H3Kop3Cz=2.223121103(2.778/10000)30.88530.8≈5.29AhBcb=A3QL3NL=1.23（25/12）324315=900AhQL=（25/12）324=50AhNp=(Bcb+Nw3QL)/（Qp3Nw)=（900+30350）/（5.29330）≈15故太陽能電池方陣功率為:P=Po3Ns3Np=3831315=570W3.計(jì)算結(jié)果該地面衛(wèi)星接收站需太陽能電池方陣功率為570W,蓄電池容量為1200Ah無論太陽能燈具大小，一個(gè)性能良好的充放電控制電路是必不可少的。為了延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，必須對(duì)它的充放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度放電，.另外，由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，光伏發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)蓄電池充電的控制要比普通蓄電池充電的控制要復(fù)雜些。對(duì)于太陽能燈具的設(shè)計(jì)來說，成功與失敗往往就取決于充放電控制電路的成功與失敗。.沒有一個(gè)性能良好的充放電控制電路，就不可能有一個(gè)性能良好的太陽能燈具。太陽能燈具專用控制器主要應(yīng)具備以下功能：（AlinghDai請(qǐng)勿刪除！）3.1防反充電控制防止反充電功能，一般來說，就是在太陽能電池回路中串聯(lián)一個(gè)二極管，二極管防止反充電，這個(gè)二極管應(yīng)該是肖特基二極管，肖特基二極管的壓降比普通二極管低。另外，還可以用場(chǎng)效應(yīng)晶體管控制防止反充電功能，它的管壓降比肖特基二極管更低，只是控制電路要比前面復(fù)雜一些。（AlinghDai請(qǐng)勿刪除！）3.2防過充電控制（AlinghDai請(qǐng)勿刪除?。┓乐惯^充電功能，可以在輸入回路中串聯(lián)或者并聯(lián)一個(gè)泄放晶體管，電壓鑒別電路控制晶體管的開關(guān)，將多余的太陽能電池能量通過晶體管泄放，保證沒有過高的電壓給蓄電池充電。關(guān)鍵是防止過充電壓的選擇，單節(jié)鉛酸蓄電池為2.2V。3.3防過放電控制（AlinghDai請(qǐng)勿刪除?。┏薔i-Cd電池外，其它蓄電池一般都要具有防止蓄電池過放電功能，因?yàn)闀?huì)造成蓄電池過放電永久性損壞。需要注意的是，太陽能電池系統(tǒng)一般相對(duì)蓄電池是小倍率放電，所以放電截止電壓不宜過低。（AlinghDai請(qǐng)勿刪除?。?.4溫度補(bǔ)償（AlinghDai請(qǐng)勿刪除！）溫度補(bǔ)償，蓄電池電壓控制點(diǎn)是隨著環(huán)境溫度而變化的，所以太陽能燈系統(tǒng)應(yīng)該有一個(gè)受溫度控制的基準(zhǔn)電壓。對(duì)于單節(jié)鉛酸蓄電池是-3~-7mV/℃，我們通常選用-4mV/℃摘要：家用太陽能光電照明系統(tǒng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，提供給照明燈具。系統(tǒng)一般由太陽能電池板、蓄電池、控制器、DC-AC轉(zhuǎn)變器和照明燈具等組成關(guān)鍵字：太陽能光電照明系統(tǒng)照明燈具DC-AC轉(zhuǎn)變器家用太陽能光電照明系統(tǒng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，提供給照明燈具。系統(tǒng)一般由太陽能電池板、蓄電池、控制器、DC-AC轉(zhuǎn)變器和照明燈具等組成。家用太陽能光電照明系統(tǒng)框圖如圖1所示。2太陽電池板直接將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能。2蓄電池儲(chǔ)存太陽電池提供的電能，供需要用。2控制器主要目的是保證系統(tǒng)能正常、可靠地工作，延長(zhǎng)系統(tǒng)部件（特別是蓄電池）的使用壽命。它必須包含蓄電池過充保護(hù)電路、過放保護(hù)電路、負(fù)責(zé)過流保護(hù)電路和防反充保護(hù)電路等。2變換器變換器將太陽電池板和蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成照明用電器所需的交、直流電。2家用太陽能光電照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)著重考慮效率和高可靠性，以及使用維護(hù)簡(jiǎn)單方便。根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件（地理位置、太陽輻射能、氣候、氣象等）、負(fù)載的大小和每天使用的時(shí)間，以及其他使用要求合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng)各部件。其中太陽能電池板和蓄電池目前都已有成熟的產(chǎn)品。系統(tǒng)控制器的變換器是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，之間關(guān)系到系統(tǒng)是否能高效、可靠的工作。2.1陽光電能部分設(shè)計(jì)2.11太陽電池板功率的計(jì)算系統(tǒng)所需的太陽電池板峰值功率由當(dāng)?shù)氐奶柶骄椛淞亢拓?fù)載所需的電能決定：Pk=Pm2Ws/Wt21KW/m^2式中：Pk—太陽電池板的峰值功率，KWpWs—每天負(fù)載所需電能，KWh/dWt—平均每天平方米太陽輻射能KWh/(m^22d)Km—系數(shù)，考慮各部件的效率，環(huán)境溫度影響等方面因素，一般取值為1.4—1.7。其取值大小也應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的成本和用戶的具體情況綜合考慮。2.12蓄電池容量計(jì)算蓄電池瓦時(shí)容量Bw和安時(shí)容量BA由預(yù)定的連續(xù)無日照時(shí)間決定：Bw=Kb2nb2WsBA=Bw/V式中：Bw—蓄電池瓦時(shí)容量，KWhBA—蓄電池安時(shí)容量，Ahnb—連續(xù)無日照天數(shù)，dV—系統(tǒng)電壓Kb—系數(shù)，考慮蓄電池效率、放電深度、環(huán)境溫度影響因素而定，一般取值為2.0—2.5。同樣，該取值大小也應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)成本和用戶的具體情況綜合考慮。光伏系統(tǒng)建筑與太陽能工程設(shè)計(jì)本文分析了首都博物館300kW太陽能光伏系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的安裝和并網(wǎng)的技術(shù)要點(diǎn)，最終達(dá)到了建筑與太陽能光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)集成。1992年6月5日聯(lián)合國(guó)在斯德哥爾摩召開了第一次人類環(huán)境會(huì)議，6月13日發(fā)表了著名的《人類環(huán)境宣言》，提出了“人類只有一個(gè)地球”。如何改善生存環(huán)境、降低能源消耗、提高居住質(zhì)量成為建筑設(shè)計(jì)所面臨的首要任務(wù)。1太陽能利用是建筑節(jié)能的必然趨勢(shì)目前，全球建筑物自身能耗約占世界總能耗的三分之一左右。因此，建筑應(yīng)該是主要的節(jié)能領(lǐng)域。節(jié)能，就是探討如何最大限度地減少能量浪費(fèi)。從使用能源的目的和方式進(jìn)行劃分，節(jié)能可以分成直接節(jié)能，廣義節(jié)能和潛在節(jié)能三種類型。直接節(jié)能，指的是減少不合理的需求來節(jié)約能耗。例如，白天關(guān)路燈，風(fēng)管少漏風(fēng)，下雨不澆花。一句話，直接節(jié)能就是根本不應(yīng)該消耗的能源堅(jiān)決不消耗。廣義節(jié)能，則是指在滿足需要的前提下提高能源的利用率，從而減少應(yīng)該耗費(fèi)的那部分能源的消耗。例如，空氣熱回收設(shè)備的利用，保溫墻體材料的應(yīng)用，光照度的合理調(diào)控，生活用水的“二次利用”等。潛在節(jié)能，是把能夠利用的能源盡可能地利用起來。例如，美國(guó)有些建筑利用公共走廊地毯下安裝的踏板，將人體走路時(shí)的重力作用帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的中心軸，解決走廊等的照明。在可以預(yù)期的將來，潛在節(jié)能將有極大的發(fā)展。然而，在建筑節(jié)能中存在著一種表面化現(xiàn)象。即簡(jiǎn)單地以能耗費(fèi)用作為節(jié)能標(biāo)志。只看建筑運(yùn)行的一次能耗形式，不考慮這種能耗形式在制造、以及轉(zhuǎn)換過程的總能耗。譬如，冰蓄冷技術(shù)。不僅在它的設(shè)備制造中材料提煉、加工需要能耗，在其運(yùn)行中由電到冰、由冰到冷的能量轉(zhuǎn)換過程中都存在著能耗。因而，表面的舒緩高峰電力和電費(fèi)開支的多少，并不意味著資源消耗的節(jié)省。我們追求的是對(duì)全人類而言的總能源的節(jié)約。因此，新型能源形式的引進(jìn)是引發(fā)綠色能源革命和綠色建筑革命的交匯點(diǎn)，是節(jié)能的主流。其中將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于建筑就是未來的發(fā)展方向，就像石油形成今天的人類機(jī)會(huì)一樣。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以有效地利用建筑物屋頂和幕墻，無需占用寶貴的土地資源，這對(duì)于土地昂貴的城市尤為重要。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可原地發(fā)電，原地使用，減少了電力輸送的線路損耗。由于太陽能發(fā)電板陣列一般安裝在屋頂及墻面上直接吸收太陽能，因此太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)降低了墻面及屋頂?shù)臏厣?，減輕了建筑的空調(diào)負(fù)荷，降低了空調(diào)的能耗。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種彩色光伏組件，可以取代和節(jié)約昂貴的外飾材料（如玻璃幕墻等），使建筑物的外觀統(tǒng)一協(xié)調(diào)，美化建筑環(huán)境；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)正是在白天用電高峰期供電，從而舒緩高峰電力需求，這對(duì)于高峰電力緊張地區(qū)及無電少電地區(qū)更為重要。配備蓄電池后，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)除了確保自身用電外，還能夠滿足安全用電設(shè)施的不斷電要求。我國(guó)政府十分重視太陽能的綜合開發(fā)與利用。先后將太陽能列入新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的研究開發(fā)與利用戰(zhàn)略重點(diǎn)。早在1999年國(guó)家有關(guān)部門就將開發(fā)高效率、低成本的太陽能集熱、光伏技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域。根據(jù)國(guó)家1996－2020年太陽能光電發(fā)展計(jì)劃，我國(guó)2020年的太陽能光電總?cè)萘繉⑦_(dá)到300Mw。我國(guó)從80年代開始實(shí)驗(yàn)被動(dòng)太陽能的熱利用。然而，被動(dòng)太陽能利用只是簡(jiǎn)單地直接轉(zhuǎn)換為生活用水的加溫，停留在低水平應(yīng)用層。它與智能化系統(tǒng)也沒有發(fā)生什么關(guān)系。而太陽能發(fā)電技術(shù)這個(gè)典型的主動(dòng)型潛在節(jié)能，將會(huì)對(duì)智能化系統(tǒng)提出更高、更深的技術(shù)要求，要求智能化系統(tǒng)深化與供能設(shè)備、發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)集成，保證整個(gè)建筑內(nèi)電力的調(diào)配和平衡。2首都博物館新館的建筑條件北京市位于北緯36度56分，東經(jīng)116度20分地區(qū)。全年日照2,662小時(shí)，平均標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)間為4-5小時(shí)。理論上每平方米日照面積可達(dá)1,000W能量，屬太陽能資源豐富地區(qū)。首博新館作為北京的標(biāo)志性建筑物，是市政府奧運(yùn)工程配套項(xiàng)目中的重點(diǎn)工程。為了更好地將建筑與藝術(shù)、建筑與高新技術(shù)相結(jié)合，配合北京2008年奧運(yùn)會(huì)，突出“綠色北京、綠色奧運(yùn)”理念，努力創(chuàng)造綠色、環(huán)保、節(jié)能城市整體形象，首都博物館新館建設(shè)工程業(yè)主委員會(huì)在市領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的支持下，決定在首博新館建筑屋頂安裝太陽能光伏發(fā)電裝置，使首博新館建設(shè)成集節(jié)能、環(huán)保與高科技為一體的、充滿現(xiàn)代氣息的博物館，具體而形象地表現(xiàn)太陽能資源利用，起到“可持續(xù)發(fā)展”的教育示范作用。首博新館屋頂設(shè)計(jì)為平頂挑檐結(jié)構(gòu)，有利于太陽能發(fā)電板的布置與安裝。根據(jù)屋頂平面部分設(shè)計(jì)，安裝太陽能發(fā)電板的面積5,000平方米強(qiáng)、峰值發(fā)電量達(dá)300kW。3太陽能光伏系統(tǒng)的工程風(fēng)險(xiǎn)建筑是建筑技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)晶，在建筑中應(yīng)用高新技術(shù)必須服從建筑的整體設(shè)計(jì)理念。首博新館不是為建設(shè)太陽能系統(tǒng)蓋一個(gè)建筑，而原來首都博物館新館建設(shè)任務(wù)書中并沒有提出安裝太陽能系統(tǒng)的要求。目前的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也沒有考慮屋面上再架設(shè)太陽能電池板的結(jié)構(gòu)與荷載、根本沒有設(shè)計(jì)安裝太陽能電池板的支架接點(diǎn)。從建筑外觀、造型的角度，我們也不希望在屋面上再加出一層太陽能屋面。因此，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式必須服從首博新館建筑的整體設(shè)計(jì)理念、符合首博新館屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各種條件要求。而且太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝不能破壞首博新館建筑造型，不能破壞裝飾性屋面輕盈、通透的藝術(shù)風(fēng)格。太陽能電池板與屋面結(jié)合的抗風(fēng)負(fù)荷問題是最大的工程風(fēng)險(xiǎn)。如何解決太陽能光伏發(fā)電板在屋面安裝時(shí)對(duì)屋面負(fù)荷、造型的影響等問題，一直是建設(shè)首博太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心問題。工程要保證能夠成功地滿足功能要求，不能夠出事故。尤其不能夠出重大事故。一旦刮下一片太陽能玻璃板就會(huì)釀成大禍，甚至出人命！太陽能工程必須保證建筑物的安全，太陽能系統(tǒng)不僅僅要保證自身系統(tǒng)的安全可靠，同時(shí)要確保建筑的安全可靠。必須考慮安裝條件和安裝方式、安裝強(qiáng)度。包括太陽能光伏電池板在屋面安裝時(shí)對(duì)屋面負(fù)荷的影響問題，包括太陽能電池板自身載荷和抗風(fēng)能力、抗冰雹沖擊等工程應(yīng)用問題。以往的太陽能組件安裝需要采用平架或者斜撐架安裝方式，這種安裝方式不僅會(huì)破壞建筑物的完整性和建筑外觀造型，而且對(duì)屋面防水存在不利影響。特別是需要承受屋面空氣層流所產(chǎn)生的很大的風(fēng)力。根據(jù)氣象資料，中國(guó)海平面的基本風(fēng)速，按照30年一遇的10分鐘平均風(fēng)速統(tǒng)計(jì)值可以得到若干城市的風(fēng)壓系數(shù)。主要城市北京\上海\天津\濟(jì)南\杭州\廣州風(fēng)壓kg/m23\55\03\54\06\05表1、我國(guó)主要城市風(fēng)壓表不同高度的風(fēng)壓值與海平面風(fēng)壓之間又有一個(gè)風(fēng)壓高度系數(shù)KH，離海平面高度m1020304050陸上風(fēng)壓系數(shù)KH11.251.411.541.63表2、陸上風(fēng)壓系數(shù)表當(dāng)然，建筑屋面不同的建筑形態(tài)和結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的空氣層流作用是各部相同的。為了檢測(cè)首都博物館新館屋面的空氣動(dòng)力學(xué)特性，特地委托北京大學(xué)進(jìn)行了專門的風(fēng)洞試驗(yàn)，按照風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)推算，首都博物館新館“屋面的空氣層流會(huì)產(chǎn)生上下表面壓力代數(shù)和-2.2以上。”計(jì)算結(jié)果（屋面升力F）F/m2=35kg/m231.543(-2.2)=-118.58kg/m2ΣF=-118.58kg/m235000m2=592,900kg≈593T綜合上述因素，首都博物館新館采用了非晶體柔性太陽能發(fā)電板、以特種粘合劑直接粘貼在屋面板的技術(shù)形式。這樣既不會(huì)影響建筑造型，也不需要對(duì)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新計(jì)算和加固。特別重要的是，以特種粘合劑直接粘貼在屋面板的技術(shù)形式不再存在太陽能發(fā)電板和屋面之間的空氣腔，從根本上解決了空氣層流作用的發(fā)生。另外，在建筑天棚上嵌裝太陽能光伏發(fā)電板時(shí)，一般都需要考慮天棚屋頂會(huì)否產(chǎn)生漏水問題。直接粘貼方式從根本上杜絕了滲漏問題。常見的以玻璃為基板的太陽能光伏發(fā)電板則還有一個(gè)玻璃破碎問題。即在極端的氣候條件下，常常會(huì)有玻璃破碎情況發(fā)生。直接粘貼的非晶體柔性太陽能發(fā)電板以不銹鋼為基板，不會(huì)因?yàn)楸⒌茸匀粸?zāi)害發(fā)生破碎。當(dāng)然，采用粘結(jié)方式，對(duì)粘合劑的性能和粘貼工藝需要特別注意。如果粘貼當(dāng)時(shí)的屋面自然氣溫過高或者過低，都會(huì)影響到粘貼的牢固度。而且，所用的粘結(jié)劑必須能夠經(jīng)受得住自然氣候的變化。不因?yàn)樗募咀兓?、日曬和積雪積雨而影響粘結(jié)度。平架/斜撐方式粘貼方式抗風(fēng)能力弱抗風(fēng)能力強(qiáng)影響屋面造型與屋面一體化易引起滲水等問題不存在滲水問題與屋面材料熱膨脹的匹配問題與屋面材料熱膨脹的匹配問題4太陽能光伏系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)根據(jù)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是否允許通過供電區(qū)的變壓器向主電網(wǎng)饋電，分為可逆流和不可逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。通常太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有二種不同的運(yùn)行模式，即根據(jù)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是否與公共電網(wǎng)并網(wǎng)連接，分為目前常見的通過電池儲(chǔ)能、與公共電網(wǎng)分路的“獨(dú)立供電方式”和與公共電網(wǎng)并聯(lián)的“并網(wǎng)供電方式”?！蔼?dú)立供電方式”是先將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能儲(chǔ)存到電池組，轉(zhuǎn)換成為化學(xué)能。然后從電池組把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成為直流電，通過逆變器變換成為交流電獨(dú)立輸出供給低壓負(fù)載?！蔼?dú)立供電方式”突出的優(yōu)點(diǎn)就是發(fā)電與用電可以不同步。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能可以存儲(chǔ)起來，不在發(fā)電當(dāng)時(shí)使用?；蛘哒f，白天發(fā)電晚上用?！安⒕W(wǎng)供電方式”時(shí)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電無論是否經(jīng)過化學(xué)電池組，最終通過逆變器變換產(chǎn)生的交流電，或者向電網(wǎng)發(fā)送電能，或者與電網(wǎng)端接同時(shí)輸出到低壓負(fù)載。也就是當(dāng)時(shí)發(fā)電當(dāng)時(shí)使用。目前，美國(guó)、德國(guó)等西方先進(jìn)國(guó)家大多采取“并網(wǎng)供電方式”。而我國(guó)絕大多數(shù)還是采用電池儲(chǔ)能的“獨(dú)立供電方式”，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能獨(dú)立供給負(fù)載，不與公共電網(wǎng)連接。前些年上海某幢大樓曾經(jīng)打算采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)“并網(wǎng)供電方式”，但是由于供電部門擔(dān)心影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性未予許可，最終未能投入運(yùn)行。近年來，北京電力公司會(huì)同相關(guān)單位在如何保證并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全和運(yùn)行管理方面進(jìn)行了積極的探索，取得了一些經(jīng)驗(yàn)，在北京地區(qū)出現(xiàn)了多個(gè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用工程。為什么供電部門對(duì)并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)如此謹(jǐn)慎呢？眾所周知，“并網(wǎng)供電方式”中太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器輸出與電網(wǎng)并聯(lián)。而當(dāng)一組電源與另一組并聯(lián)時(shí)，必須保持二組電源電壓、相位、頻率等電氣特性的一致，否則就會(huì)產(chǎn)生二組電源相互之間的充放電，造成整個(gè)電源系統(tǒng)的內(nèi)耗和不穩(wěn)定。首都博物館的初衷是利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)解決博物館內(nèi)白天公共區(qū)域的人工照明用電，也就是白天發(fā)電白天用，因此，采用并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是最直接、最有效的供能方式。而經(jīng)過電池的“獨(dú)立供電方式”則會(huì)增加二次電能-化學(xué)能-電能轉(zhuǎn)換損耗。采用“并網(wǎng)供電方式”需要解決得根本問題是，從技術(shù)角度保證并網(wǎng)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)從電能質(zhì)量和并網(wǎng)保護(hù)等方面采取措施，保證太陽能光伏系統(tǒng)向本身交流負(fù)載提供電能和向公共電網(wǎng)發(fā)送電能時(shí)的質(zhì)量處于始終受控狀態(tài)，保證在電網(wǎng)低壓接入時(shí)對(duì)外供電網(wǎng)的影響最小。首先是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在與公共電網(wǎng)聯(lián)接時(shí)通過變壓器等進(jìn)行電氣隔離，形成與公共電網(wǎng)市政供電線路之間明顯的分界點(diǎn)。并且保證并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電容量在上級(jí)變壓器容量的20%以內(nèi)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流隔離，使逆變器向電網(wǎng)饋送的直流電流分量不超過其交流額定值的1%。其次，要使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓、相位、頻率、諧波和功率因數(shù)等參數(shù)在滿足實(shí)用要求的同時(shí)，能夠隨動(dòng)公共電網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)。再就是設(shè)置相應(yīng)的并網(wǎng)保護(hù)裝置，一旦出現(xiàn)光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)發(fā)電異?；蚬收蠒r(shí)，能夠自動(dòng)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)分離。這里，關(guān)鍵在于太陽能光伏系統(tǒng)的逆變器輸出端與公共電網(wǎng)在低壓端并接時(shí)，自控裝置對(duì)公共電網(wǎng)的電壓、相位、頻率等參數(shù)進(jìn)行采樣，并以采樣值實(shí)時(shí)調(diào)整逆變器的輸出，保證并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的同步運(yùn)行。首都博物館通過研究太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣特性，為了解決太陽能光伏系統(tǒng)在低壓端并網(wǎng)的切換與自動(dòng)補(bǔ)償，在太陽能光伏系統(tǒng)中采取了二方面的措施。首先是在負(fù)荷設(shè)計(jì)上采用三臺(tái)逆變器和保證多運(yùn)行模式下光伏系統(tǒng)三相輸出的平衡，取得三相電壓的最大不平衡度不超過4%。。另外采用了交流電源跟蹤技術(shù)。當(dāng)公共電網(wǎng)供電端的電壓和頻率等參數(shù)在正常范圍內(nèi)變化時(shí),并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出可跟蹤公共電網(wǎng)的電壓和頻率、相位等的變化，隨時(shí)調(diào)整其交流輸出功率、交流輸出電流(高次諧波)、頻率和相位，使之與電網(wǎng)相匹配。光伏系統(tǒng)的輸出電壓總諧波畸變率小于5%，輸出電流總諧波畸變率小于5%，各次諧波電流含有率小于3%，輸出頻率偏差值小于500.5Hz。從而在運(yùn)行時(shí)不造成電網(wǎng)電壓波形過度的畸變，和導(dǎo)致注入電網(wǎng)過度的諧波電流。再就是從運(yùn)行安全和維護(hù)安全的角度，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置了三級(jí)短路開關(guān)，實(shí)施過／欠電壓保護(hù)，保證設(shè)備和人身安全，防止事故范圍的擴(kuò)大。特別是一旦發(fā)生并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)失壓時(shí)，自控裝置將在1秒內(nèi)動(dòng)作，把光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，主動(dòng)防止孤島效應(yīng)。同時(shí)，在建筑智能化系統(tǒng)的實(shí)施中，開發(fā)并完成了太陽能光伏系統(tǒng)與建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的接口和集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的二次監(jiān)控，進(jìn)一步提高了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間的安全性。5結(jié)語太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為子孫后代提供了可持續(xù)發(fā)展的空間，世界上許多國(guó)家（如歐洲國(guó)家、美國(guó)、日本等）都在積極倡導(dǎo)太陽能光伏發(fā)電。但是，正象所有的生產(chǎn)都需要考慮投入產(chǎn)出一樣，任何新型能源形式的采用都會(huì)有一個(gè)消耗多少能量、產(chǎn)出多少能量的比率問題。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在生產(chǎn)制造過程中，無論是發(fā)電板相關(guān)的硅晶體、鋼材或玻璃的冶煉，以及其他相關(guān)逆變器等各種零部件的生產(chǎn)加工，都需要消耗一定能量。全地球的能源是一個(gè)大系統(tǒng)。這些預(yù)先消耗的能量，宇建成以后產(chǎn)出的能量之比，是值得考慮的大問題。例如，目前有一些晶體太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)水平很低級(jí)，生產(chǎn)中消耗的電能需要產(chǎn)出的太陽能板發(fā)電19年才能夠補(bǔ)償。而它的實(shí)際運(yùn)行生存周期不到20年！而某個(gè)非晶體太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)只需要發(fā)電7年就能夠補(bǔ)償生產(chǎn)建設(shè)過程的能耗?？梢姡词故遣捎眯滦涂沙掷m(xù)發(fā)展能源，仍然應(yīng)該考慮產(chǎn)能技術(shù)問題。前途是光明的。隨著太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的提高和應(yīng)用的增多，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)必將成為21世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)太陽能光伏發(fā)電的能量是來源于取之不盡，用之不竭的太陽能，且在太陽能光伏發(fā)電的過程中，不會(huì)給空氣帶來污染，不破壞生態(tài)，是一種清潔安全的能源，同時(shí)又具有在自然界不斷生成、并有規(guī)律得到補(bǔ)充的特點(diǎn)，所以稱得上可再生的清潔能源?！籼柲芄夥l(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式基本上可分為兩類：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)◆系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理—光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)概要圖并網(wǎng)運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)，要求逆變器具有同電網(wǎng)連接的功能，并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以省去蓄電池，而將電網(wǎng)作為自己的儲(chǔ)能單元◆系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理—獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)概要圖獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，它主要用于無電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)及人口分散地區(qū)。由于必須有蓄電池儲(chǔ)能裝置，所以整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)偏高?！艄夥l(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不產(chǎn)生噪音；沒有空氣污染、不排放廢水；沒有燃燒過程，不需要燃料；維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低；運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性好；晶體硅太陽電池壽命可達(dá)到25年以上；根據(jù)需要很容易擴(kuò)大發(fā)電規(guī)?！籼柲芄夥l(fā)電的廣泛應(yīng)用⑴大型光伏并網(wǎng)發(fā)電站該種光伏發(fā)電站無需蓄電池蓄能，政府通過對(duì)太陽能光伏發(fā)電收購(gòu)價(jià)格的扶持，倡導(dǎo)環(huán)保綠色電力。⑵屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)該系統(tǒng)適用于獨(dú)立節(jié)能別墅、公寓等，通過享受賣電與買電的差價(jià)，享受更合理的建造成本優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)為用電負(fù)荷提供電力，同時(shí)多余電力流向商業(yè)電網(wǎng)，反之，系統(tǒng)電力不足時(shí)，由商業(yè)電網(wǎng)提供所需電力。系統(tǒng)裝置說明太陽電池方陣3KW并網(wǎng)逆變器5KW白天發(fā)電產(chǎn)生電能賣給公用電網(wǎng)，晚上從公用電網(wǎng)買電。⑶建筑一體化光伏發(fā)電系統(tǒng)該光伏玻璃幕墻結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用，不僅達(dá)到了傳統(tǒng)幕墻的功能，更具備光伏發(fā)電特性，是一種節(jié)能、環(huán)保的建材。產(chǎn)品特點(diǎn)：美觀，采光性好、有效利用閑余場(chǎng)所、可作為墻壁材料、屋頂材料直接使用、便于施工⑷光伏發(fā)電在照明上的應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電廣泛應(yīng)用于城市和鄉(xiāng)村道路、高速公路照明，公園、小區(qū)等亮化工程，形成了太陽能路燈、太陽能景觀燈、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能水上燈、太陽能交通信號(hào)燈等系列產(chǎn)品?！籼柲軣艟吖ぷ髟戆滋?，太陽能電池組件將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能通過控制器儲(chǔ)存于蓄電池中；夜晚，光源通過控制器將蓄電池中的電能轉(zhuǎn)換成光能用以照明。◆太陽能燈具與普通燈具的區(qū)別太陽能燈具與普通燈具的區(qū)別主要在于太陽能燈具內(nèi)部融入了發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及儲(chǔ)能系統(tǒng)，整套系統(tǒng)全自動(dòng)工作?！籼柲軣艟?大優(yōu)點(diǎn)綠色環(huán)保—綠色電源+綠色光源皇明太陽能照明是真正的綠色照明。高效節(jié)能—實(shí)現(xiàn)免電費(fèi)照明利用太陽電池組件將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能，無需其它能源供給，運(yùn)行成本低，零排放，無污染。高質(zhì)量—解除您的后顧之憂先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備，優(yōu)質(zhì)的原材料，從而保證質(zhì)量的高可靠性和性能高穩(wěn)定性。高亮度—打造亮麗城市新名片光伏電源采用高轉(zhuǎn)換率太陽電池組件,結(jié)合最佳采光角度設(shè)計(jì),為高光效電光源提供充足電力,實(shí)現(xiàn)最佳照明效果。高壽命—一次投資長(zhǎng)期受益高智能化—實(shí)現(xiàn)無人值守?zé)艟叩拈_關(guān)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，太陽能次干道路燈更可在夜晚行人少的情況下，降低光源的輸出功率，以節(jié)省電能。高安全性—沒有觸電的危險(xiǎn)12V、24V低壓產(chǎn)品，對(duì)人體絕無傷害。燈體之間高強(qiáng)度連接，抗風(fēng)強(qiáng)度12級(jí)。高方便性—消除照明死角安裝簡(jiǎn)便，無需挖溝布線，可結(jié)合地形任意安裝，同時(shí)可節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力?！籼柲軣舻恼故咎柲懿萜簾籼柲堋ピ簾?、景觀燈系列太陽能路燈（一）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(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堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小