太陽能衍生產品

太陽能衍生產品
就人類直接利用太陽能還處于初級階段，主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電、太陽能無線監控等方式。
無線監控
隨著現代化企業制度在我國的普及和深化發展，企業的信息化建設不斷深入，利用數字視頻技術對企業進行
安全防范工作已是大勢所趨，結合太陽能技術的發展，推出真正的Winncam零布線無線監控解決方案。（太陽能無線監控安裝效果圖）
在現代化工業園中，實施視頻監控系統，安全保衛部門可以實現在工業園區門口、主要道路、辦公樓、周界圍墻等地點進行實時全天候視頻監控；相關部門可以了解現場情況，加強園區安全保衛管理，提高工作效率；相關管理部門可以實時了解各個監控點的情況；企業領導在辦公室利用桌面微機，可以隨時了解各主各個監控點實時狀況，處理突發事件，亦可以記錄多天前的情況，進行追蹤分析，除本地建立網絡監控系統外，還可對分支機構進行集中遠程視頻監控.隨時考察員工的實際生產勞動紀律眾誠天合公司案根據園區的實際需求，有些點取電困難，我們采用太陽能供電，參照有關國際標準和國家標準，并結合我公司對工業園區監控所積累的經驗，編制出這套零布線太陽能無線監控技術方案。
整體解決思路
通過對現場的分析我們得出結論，整套系統我們采用Winncam無線網橋2.4 和5.8 的無線網橋混合組網，通過點對點和點對多點的組網方式，組建三級無線傳輸網絡，使得音視頻能流暢的在網絡中穿行；設備的前端我們建議采用紅外網絡攝像機，后端接受可以用電腦，也可用DVR；但是DVR 需要用解碼功能。最后我們在后端可以隨時查看和管理整套系統。
集熱器
太陽能熱水器裝置通常包括太陽能集熱器、儲水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發電裝置以備電廠不能供電之需。太陽能集熱器（solar collector）在太陽能集熱系統中，接受太陽輻射并向傳熱工質傳遞熱量的裝置。按傳熱工質可分為液體集熱器和空氣集熱器。按采光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器：一個好的太陽能集熱器應該能用20～30年。自從大約1980年以來所制作的集熱器更應維持40～50年且很少進行維修。
熱水系統
早期最廣泛的太陽能應用即用于將水加熱，現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分兩種：
1．自然循環式：
此種型式的儲存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太陽輻射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲水箱中水溫不同而產生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現像，促使水在儲水箱及收集器中自然流動。由于密度差的關系，水流量于收集器的太陽能吸收量成正比。此種型式因不需循環水，維護甚為簡單，故已被廣泛采用。
2．強制循環式：
熱水系統用水使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高于儲水箱底部水溫若干度時，控制裝置將啟動水使水流動。水入口處設有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統的流量可得知（因來自水的流量可知），容易預測性能，亦可推算于若干時間內的加熱水量。如在同樣設計條件下，其較自然循環方式具有可以獲得較高水溫的長處，但因其必須利用水，故有水電力、維護（如漏水等）以及控制裝置時動時停，容易損壞水等問題存在。因此，除大型熱水系統或需要較高水溫的情形，才選擇強制循環式，一般大多用自然循環式熱水器。
發電系統
太陽能發電系統由太陽能電池組、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。
太陽能發電系統分為離網發電系統與并網發電系統：
1、離網發電系統。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。
2、并網發電系統就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電這后直接接入公共電網。并網發電系統有集中式大型并網電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發電能直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，還沒有太大發展。而分散式小型并網發電系統，特別是光伏建筑一體化發電系統，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優點，是目 前并網發電的主流。
太陽能板
太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽能電池板是太陽能發電系統中最重要的部件之一，其轉換率和使用壽命是決定太陽電池是否具有使用價值的重要因素。 組件設計：按國際電工委員會IEC：1215：1993標準要求進行設計，采用36片或72片多晶硅太陽能電池進行串聯以形成12V和24V各種類型的組件。該組件可用于各種戶用光伏系統、獨立光伏電站和并網光伏電站等。
太陽能組件原材料特點
電池片：采用高效率（16.5%以上）的單晶硅太陽能片封裝，保證太陽能電池板發電功率充足。
玻璃： 采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)， 厚度3.2mm，在太陽電池光譜響應的波長范圍內(320-1100nm)透光率達91%以上，對于大于1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。
EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優質EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。
TPT：太陽電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當然，此氟塑料膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
邊框：所采用的鋁合金邊框具有高強度，抗機械沖擊能力強。也是太陽能發電系統中價值最高的部分。
太陽能控制器
太陽能控制器是由專用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開關功率管等組成。
主要特點：
1、使用了單片機和專用軟件，實現了智能控制；
2、利用蓄電池放電率特性修正的準確放電控制。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點，消除了單純的電壓控制過放的不準確性，符合蓄電池固有的特性，即不同的放電率具有不同的終了電壓。
3、具有過充、過放、電子短路、過載保護、獨特的防反接保護等全自動控制；以上保護均不損壞任何部件，不燒保險；
4、采用了串聯式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3%-6%，增加了用電時間；過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式使系統由更長的使用壽命；同時具有高精度溫度補償；
5、直觀的LED發光管指示當前蓄電池狀態，讓用戶了解使用狀況；
6、所有控制全部采用工業級芯片（僅對帶I工業級控制器），能在寒冷、高溫、潮濕環境運行自如。同時使用了晶振定時控制，定時控制精確。
7、取消了電位器調整控制設定點，而利用了E方存儲器記錄各工作控制點，使設置數字化，消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現誤差降低準確性、可靠性的因素；
8、使用了數字LED顯示及設置，一鍵式操作即可完成所有設置，使用極其方便直觀的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項；
能源電源
第一個空間太陽電池載于1958年發射的Vangtuard I，體裝式結構，單晶Si襯底，效率約10%（28℃）。到了1970年代，人們改善了電池結構，采用BSF、光刻技術及更好減反射膜等技術，使電池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太陽電池大約每5.5年全球產量翻番；而空間太陽電池在空間環境下的性能，如抗輻射性能等得到了較大改善。由于80年代太陽電池的理論得到迅速發展，極大地促進了地面和空間太陽電池性能的改善。到了90年代，薄膜電池和Ⅲ-Ⅴ電池的研究發展很快，而且聚光陣結構也變得更經濟，空間太陽電池市場競爭十分激烈。在繼續研究更高性能的太陽電池，主要有兩種途徑：研究聚光電池和多帶隙電池。
電池效率
由于太陽電池在不同光強或光譜條件下效率一般不同，對于空間太陽電池一般采用AM0光譜（1.367KW/㎡），對于地面應用一般采用AM1.5光譜（即地面中午晴空太陽光，1.000 KWm-2）作為測試電池效率的標準光源。太陽電池在AM0光譜效率一般低于AM1.5光譜效率2～4個百分點，例如一個AM0效率為16%的Si太陽電池AM1.5效率約為19%）。
◎ 25℃，AM0條件下太陽電池效率
電池類型 面積（cm2） 效率（%） 電池結構
一般Si太陽電池 64cm2 14.6 單結太陽電池
先進Si太陽電池 4cm2 20.8 單結太陽電池
GaAs太陽電池 4cm2 21.8 單結太陽電池
InP太陽電池 4cm2 19.9 單結太陽電池
GaInP/GaAs 4cm2 26.9 單片疊層雙結太陽電池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 單片疊層雙結太陽電池
GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 單片疊層三結太陽電池
◎ 聚光電池
GaAs太陽電池 0.07 24.6 100X
GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X，單片疊層雙結太陽電池
GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X，機械堆疊太陽電池
空間太陽電池在大氣層外工作，在近地球軌道太陽平均輻照強度基本不變，通常稱為AM0輻照，其光譜分布接近5800K黑體輻射光譜，強度1353mW/cm2。因此空間太陽電池多采用AM0光譜設計和測試。
空間太陽電池通常具有較高的效率，以便在空間發射的重量、體積受限制的條件下，能獲得特定的功率輸出。特別在一些特定的發射任務中，如微小衛星（重量在50～100公斤）上應用，要求單位面積或單位重量的比功率更高。
抗輻照性能
空間太陽電池在地球大氣層外工作，必然會受到高能帶電粒子的輻照，引起電池性能的衰減，主要原因是由于電子或質子輻射使少數載流子的擴散長度減小。其光電參數衰減的程度取決于太陽電池的材料和結構。還有反向偏壓、低溫和熱效應等因素也是電池性能衰減的重要原因，尤其對疊層太陽電池，由于熱脹系數顯著不同，電池性能衰減可能更嚴重。
空間太陽電池的可靠性
光伏電源的可靠性對整個發射任務的成功起關鍵作用，與地面應用相比，太陽電池/陣的費用高低并不重要，因為空間電源系統的平衡費用更高，可靠性是最重要的。空間太陽電池陣必須經過一系列機械、熱學、電學等苛刻的可靠性檢驗。
Si太陽電池
硅太陽電池是最常用的衛星電源，從1970年代起，由于空間技術的發展，各種飛行器對功率的需求越來越大，在加速發展其他類型電池的同時，世界上空間技術比較發達的美、日和歐空局等國家，都相繼開展了高效硅太陽電池的研究。以日本SHARP公司、美國的SUNPOWER公司以及歐空局為代表，在空間太陽電池的研究發展方面領先。其中，以發展背表面場（BSF）、背表面反射器（BSR）、雙層減反射膜技術為第一代高效硅太陽電池，這種類型的電池典型效率最高可以做到15%左右，目 前 在軌的許多衛星應用的是這種類型的電池。
到了70年代中期，COMSAT研究所提出了無反射絨面電池（使電池效率進一步提高）。但這種電池的應用受到限制：一是制備過程復雜，避免損壞PN結；二是這樣的表面會吸收所有波長的光，包括那些光子能量不足以產生電子-空穴對的紅外輻射，使太陽電池的溫度升高，從而抵消了采用絨面而提高的效率效應；三是電極的制作必須沿著絨面延伸，增加了接觸的難度，使成本升高。
80年代中期，為解決這些問題，高效電池的制作引入了電子器件制作的一些工藝手段，采用了倒金子塔絨面、激光刻槽埋柵、選擇性發射結等制作工藝，這些工藝的采用不但使電池的效率進一步提高，而且還使得電池的應用成為可能。特別在解決了諸如采用帶通濾波器消除溫升效應以后，這類電池的應用成了空間電源的主角。
雖然很多工藝技術是由一些研究所提出，但卻是在一些比較大的公司得到了發揚光大，比如倒金子塔絨面、選擇性發射結等工藝是在澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心出現，但日本的SHARP公司和美國的SUNPOWER公司目 前的技術水平卻為世界一流，有的技術甚至已經移植到了地面用太陽電池的大批量生產。
為了進一步降低電池背面復合影響，背面結構則采用背面鈍化后開孔形成點接觸，即局部背場。這些高效電池典型結構為PERC、PERL、PERT、PERF[1]，其中前種結構的電池已經在空間獲得實用。典型的高效硅太陽電池厚度為100μm，也被稱為NRS/BSF（典型效率為17%）和NRS/LBSF（典型效率為18%），其特征是正面具有倒金子塔絨面的選擇性發射結構，前后表面均采用鈍化結構來降低表面復合，背面場采用全部或局部背場。實際應用中還發現，雖然采用局部背場工藝的電池要普遍比NRS/BSF的電池效率高一個百分點，但通常局部背場的抗輻照能力比較差。
到了上世紀90年代中期，空間電源工程人員發現，雖然這種類型電池的初期效率比較高，但電池的末期效率比初期效率下降25%左右，限制了電池的進一步應用，空間電源的成本仍然不能很好地降低。
為了改變這種情況，以SHARP為首的研究機構提出了雙邊結電池結構，這種電池的出現有效地提高了電池的末期效率，并在HES、HES-1衛星上獲得了實際應用。
另外研究人員還發現，衛星對電池陣位置的要求比較苛刻，如果太陽電池陣不對日定向或對日定向差等都會影響到衛星電源的功率，這在一定程度上也限制了衛星整體系統的配置。比如空間站這樣復雜的飛行器，有的電池陣幾乎不能完全保證其充足的太陽角，因而就需要高效電池來滿足要求。雖然目 前已經部分應用了常規的高效電池，但電池的高的α吸收系數、有限的空間和重量的需要使其仍然不能滿足空間系統大規模功率的需要。傳統的電池結構仍然受到很大程度的限制。在這種情況下，俄羅斯在研究高效硅電池初期就側重于提高電池的末期效率為主，在結合電池陣研究方面提出了雙面電池的構想并獲得了成功，真正做到了高效長壽命和低成本。
太陽能路燈
太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規電能，只要陽光充足就可以就地安裝等特點，因此受到人們的廣泛關注，又因其不污染環境，而被稱為綠色環保產品。太陽能路燈即可用于城鎮公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經濟不發達、缺乏常規燃料，難以用常規能源發電，但太陽能資源豐富的地區，以解決這些地區人們的家用照明問題。