太陽能電池板的案例
使用ANSYS Workbench對(duì)太陽能電池板吸熱分析
使用ANSYS Workbench對(duì)太陽能電池板吸熱分析
李安民
Heat Absorption By Solar Panels using ANSYS Workbench
Julian Lee
摘要：本分析使用ANSYS Workbench模擬了太陽能電池板在熱輻射作用下的吸熱過程，得到了太陽能電池板的溫度分布和熱流量。
關(guān)鍵字：仿真；熱分析；ANSYS Workbench；太陽能電池板
分析視頻教程將在2023年3月23日19:30在技術(shù)鄰進(jìn)行直播，歡迎前來觀看以及和作者討論。
本教程使用了ANSYS 2023和ANSYS2022，兩個(gè)版本在本教程范圍內(nèi)操作完全相同。
1.打開ANSYS Workbench，建立Steady State Thermal Analysis。
2.定義材料屬性，大多數(shù)太陽能電池板是用硅制成的，太陽能電池板的材料使用silicon，球的材料為structural steel作為熱源。
3.導(dǎo)入模型，模型如圖1所示
4.給幾何模型賦予屬性。
5.給小球賦予10000w/m2的internal heat generation，模擬生成熱的物體。在小球面和太陽能電池板的頂面定義surface to surface radiation，使熱量通過輻射從球面?zhèn)鬟f到太陽能電池板，emissivity設(shè)置為0.7。環(huán)境溫度使用默認(rèn)的22℃。
6.在輻射問題中，使用sub step有助于求解的收斂。
展開 Ansys 案例研究 | 太陽能電池板熱吸收仿真分析
太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲(chǔ)存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個(gè)簡(jiǎn)單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對(duì)流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個(gè)發(fā)熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)態(tài)熱分析系統(tǒng)（Steady State Thermal Analysis system）。
2. 定義材料屬性。大多數(shù)太陽能電池板由硅制成，此處僅作演示使用硅材料。球體采用鋼材作為材料，用以表示熱源。
3. 導(dǎo)入模型，其外觀如圖1所示。
圖1：太陽能電池板與熱源
4. 為幾何模型賦予材料屬性。
5. 對(duì)球體施加10000W/m3 的內(nèi)部熱生成，用以表示發(fā)熱物體；然后在球體表面與太陽能電池板上表面之間定義表面對(duì)表面輻射，使熱量通過輻射在這兩個(gè)表面之間傳遞，如圖2所示。發(fā)射率取值為0.7，假設(shè)太陽能電池板頂部未覆蓋玻璃蓋板，該值可在0.7至0.95之間變化。環(huán)境溫度設(shè)為220°C。
圖2：內(nèi)部熱生成與輻射邊界條件
6. 對(duì)于輻射問題，設(shè)置子步有助于收斂。在分析設(shè)置詳情中定義子步，如圖3所示。
圖3：為分析定義的子步
7. 采用線性網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行劃分并求解分析。得到的太陽能電池板表面的熱流密度矢量圖和溫度分布如圖4和圖5所示。
展開 新型太陽能電池板問世，黑夜也能發(fā)電
太陽能電池板是以太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，只要滿足一定的光照即可將光能轉(zhuǎn)化為熱能。近日，斯坦福大學(xué)科學(xué)家們研發(fā)出一種新技術(shù)，該技術(shù)可使太陽能電池板在黑夜中產(chǎn)生電能。
根據(jù)發(fā)表在《應(yīng)用物理快報(bào)》上的論文介紹，它就像一個(gè)經(jīng)典的太陽能電池板，在白天將陽光轉(zhuǎn)化為電能。到了晚上，嵌入式熱電發(fā)電機(jī) （TEG） 則會(huì)“從光伏電池與周圍環(huán)境之間的溫差中獲取電能” 。
眾所周知，光子通過與物質(zhì)的分子碰撞后將動(dòng)能轉(zhuǎn)移到分子上，分子動(dòng)能升高開始發(fā)熱，因此除絕對(duì)零度外任何物體都會(huì)放射出紅外線，紅外線唯一能感覺存在的就是它的熱效應(yīng)，但這個(gè)過程絕不是單向的。
太陽輻射在白天將地球加熱，晚上被作為紅外光釋放出來，科學(xué)家們研發(fā)了一種紅外夜視鏡相同材料建造的熱輻射二極管，通過接收熱源輻射到較冷區(qū)域的熱能能量轉(zhuǎn)化為電能。
將功率轉(zhuǎn)換器從冷端換到熱端制作太陽能板，研究人員表示這是全世界首次實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，雖然在夜間只能產(chǎn)生約1/10的太陽能電池板的電量，但只要不斷改進(jìn)，未來或許可以創(chuàng)造出只依靠人體或動(dòng)物散發(fā)的熱量便可運(yùn)行的設(shè)備。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的斯坦福大學(xué)電氣工程師Shanhui Fan表示，他們?yōu)楣夥?em>電池附上了一種稱為熱電模塊的絕緣材料。這種材料就像一個(gè)水電站大壩，吸收熱流并從中產(chǎn)生能量。
該技術(shù)通過將白天的熱量捕獲到散熱器中來發(fā)揮作用。然后，當(dāng)這種能量自然地輻射回太空時(shí)，其中一些能量可以被TEG和一種可以捕獲熱波長(zhǎng)的獨(dú)特材料捕獲。
盡管取得了突破性進(jìn)展，但該技術(shù)仍然存在許多挑戰(zhàn)。首先，夜間產(chǎn)生的功率僅為50mW/平 ，而標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池板約為1000W/平。其次，熱量會(huì)相對(duì)較快地冷卻下來，從而轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生的電量衰減。
展開 案例分享 | Actran 助力衛(wèi)星太陽能電池的振動(dòng)聲學(xué)響應(yīng)預(yù)測(cè)
由于 MSC Nastran 的結(jié)構(gòu)建模能力可準(zhǔn)確地表述此類復(fù)雜的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，因此采用 Actran 對(duì)覆蓋有碳纖維面板的蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)太陽能電池板結(jié)構(gòu)周圍的聲波傳播所產(chǎn)生的影響進(jìn)行建模。Actran對(duì)孔的建模能力可以模擬各向異性的聲學(xué)傳播以及特定的消散特性，這主要影響太陽能電池板在低頻區(qū)的振動(dòng)聲學(xué)響應(yīng)。
真實(shí)環(huán)境建模
折疊電池板在安裝狀態(tài)下固定到衛(wèi)星上。衛(wèi)星主體同時(shí)是一個(gè)離太陽能電池陣列很近的聲學(xué)反射面，同時(shí)也會(huì)遮擋聲波直接接觸太陽能電池陣列。在典型的實(shí)驗(yàn)中，使用衛(wèi)星側(cè)墻模擬器（SSS）支撐太陽能電池陣列，重造一個(gè)電池陣列真實(shí)的環(huán)境。數(shù)值模型中通過在太陽能電池板附近建立一個(gè)完美的反射面模型進(jìn)行模擬。
最后，將平面波疊加所產(chǎn)生的擴(kuò)散聲場(chǎng)（DSF）激勵(lì)應(yīng)用到模型上，用以表示聲學(xué)環(huán)境。
不僅 Actran 的結(jié)果與整個(gè)相關(guān)頻率范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合，而且還能通過 Actran 后處理的輸出云圖來確定電池板上最大加速度和最大應(yīng)變的位置。
圖5. 混響室試驗(yàn)設(shè)置
圖6.振動(dòng)聲學(xué)模型概覽
圖7.太陽能電池板加速度功率頻譜
圖8.太陽能電池板應(yīng)變功率頻譜
圖9.
展開 
HyperWorks在太陽能電池板系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
他說，“當(dāng)前，我們需要分析像太陽能電池板之類的大規(guī)模產(chǎn)品。在進(jìn)行太陽能電池板（約860萬網(wǎng)格）模態(tài)頻率分析時(shí)，OptiStruct自動(dòng)多級(jí)子結(jié)構(gòu)特征值求解方法(AMSES)的計(jì)算效率比Lanczos方法快2.5倍，而計(jì)算結(jié)果僅有0.003%的偏差。”
Wight是HyperWorks軟件、許可管理模式及持續(xù)開發(fā)的新功能的忠實(shí)用戶。“與Altair合作過程中，最令人興奮的是該 公司一直在努力開發(fā)他們的產(chǎn)品，”他說，“他們不斷發(fā)布新的解決方案（例如集成在HyperWorks中的AcuSolve）并且允許我們?cè)谕粫r(shí)間使用這些方案。另外，Altair許可管理模式對(duì)我們也非常有利，因?yàn)槲覀冃枰谕粫r(shí)間使用所有的功能。通過HyperWorks一體化的軟件包，我們不必單獨(dú)購(gòu)買許可證。”借助于HyperWorks，LuxonEngineering正走在仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的最前沿，且Luxon的客戶也因此獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
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展開 細(xì)菌裝上“太陽能電池板”合成乙酸更高效
美國(guó)科學(xué)家近日在華盛頓舉行的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上報(bào)告說，他們?yōu)橐环N細(xì)菌裝上“太陽能電池板”，使它學(xué)會(huì)光合作用，利用太陽能生產(chǎn)有機(jī)化合物，且效率比植物光合作用更高。
人工光合作用是可再生能源和綠色化工方面的一個(gè)研究熱點(diǎn)。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員說，目前的人工光合作用手段大多成本較高，他們的這項(xiàng)技術(shù)所用材料相對(duì)廉價(jià)，而且不會(huì)產(chǎn)生廢物。
研究人員把能高效吸收陽光的硫化鎘半導(dǎo)體納米晶體覆蓋在能生產(chǎn)乙酸的熱醋穆爾氏菌表面，使它能利用太陽能運(yùn)作，以二氧化碳和水為原料高效合成乙酸。
乙酸是一種用途廣泛的化工原料。產(chǎn)乙酸菌一般生活在土壤中缺乏氧氣的環(huán)境里，通過無氧呼吸過程生產(chǎn)乙酸。實(shí)驗(yàn)表明，裝備硫化鎘“太陽能電池板”的熱醋穆爾氏菌能大幅提高生產(chǎn)乙酸的速度，運(yùn)作效率可達(dá)80%以上，比植物的光合作用效率更高，并且這種反應(yīng)過程能自行維持下去。
研究人員表示，該技術(shù)在付諸實(shí)用之前還有待進(jìn)一步改善，比如用無毒材料取代硫化鎘。此外，這種光合作用過程在自然界里也有可能發(fā)生，如果將來科學(xué)界發(fā)現(xiàn)有類似功能的天然生物，將具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
展開 提升機(jī)械性能、降低生產(chǎn)成本 HyperWorks在太陽能電池板系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
他說，“當(dāng)前，我們需要分析像太陽能電池板之類的大規(guī)模產(chǎn)品。在進(jìn)行太陽能電池板（約860萬網(wǎng)格）模態(tài)頻率分析時(shí)，OptiStruct自動(dòng)多級(jí)子結(jié)構(gòu)特征值求解方法(AMSES)的計(jì)算效率比Lanczos方法快2.5倍， 而計(jì)算結(jié)果僅有0.003%的偏差。”
Wight是HyperWorks軟件、許可管理模式及持續(xù)開發(fā)的新功能的忠實(shí)用戶。“與Altair合作過程中，最令人興奮的是該公司一直在努力開發(fā)他們的產(chǎn)品，”他說，“他們不斷發(fā)布新的解決方案（例如集成在HyperWorks中的AcuSolve）并且允許我們?cè)谕粫r(shí)間使用這些方案。另外，Altair許可管理模式對(duì)我們也非常有利，因?yàn)槲覀冃枰谕粫r(shí)間使用所有的功能。通過HyperWorks一體化的軟件包，我們不必單獨(dú)購(gòu)買許可證。”
借助于HyperWorks，Luxon Engineering正走在仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的最前沿，且Luxon的客戶也因此獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
展開 光纖傳感器檢測(cè)太陽能電池板是否殘缺
太陽能作為一種清潔可再生的能源，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。其中太陽能電池板作為太陽能轉(zhuǎn)換為電能的核心載體是其中的重點(diǎn)研究對(duì)象。
太陽能電池板的質(zhì)量是影響太陽能電池發(fā)電效率的主要因素,由于光伏電池在生產(chǎn)過程中，因生產(chǎn)工藝不足或其他因素會(huì)產(chǎn)生一些次品。市場(chǎng)對(duì)電池晶片質(zhì)量的要求不斷提高，提高質(zhì)檢水平就顯得尤為重要。傳統(tǒng)缺陷檢測(cè)存在同種類別缺陷識(shí)別不全、缺陷分類識(shí)別不全、劃痕識(shí)別不完整等缺點(diǎn)。手動(dòng)檢測(cè)效率低下容易出錯(cuò)。所以對(duì)太陽能電池片表面質(zhì)量的檢測(cè)是生產(chǎn)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。而不同的檢測(cè)方法和技術(shù)可以相互補(bǔ)充，結(jié)合使用從而提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。
光纖最早是應(yīng)用于光的傳輸，適合長(zhǎng)距離傳遞信息，是現(xiàn)代信息社會(huì)光纖通信的基石。光波在光纖中傳播的特征參量會(huì)因外界因素的作用而間接或直接地發(fā)生變化，由此光纖傳感器就能分析探測(cè)這些物理量、化學(xué)量和生物量的變化。工采網(wǎng)加拿大FISO光纖信號(hào)調(diào)節(jié)器光纖傳感器- FTI-OEM-STD是一種單通道、電池供電的光纖信號(hào)調(diào)節(jié)器，專為所有的FISO光纖傳感器配套設(shè)計(jì)。它是多種工業(yè)和研發(fā)應(yīng)用中進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量的理想型通用設(shè)備。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊端口和+10V的可調(diào)節(jié)模擬輸出，用戶可以輕易獲得FTI-OEM-STD的光學(xué)輸入信道。此外，用戶可以對(duì)此元件的內(nèi)部閃存固件進(jìn)行升級(jí)和更新。可為后期恢復(fù)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存緩沖器中，也可通過FTI-OEM-STD背板上的可調(diào)節(jié)+10V信號(hào)，直接將其發(fā)送至任何模擬輸入信號(hào)的讀取設(shè)備中。
FTI-OEM-STD調(diào)節(jié)器中有一個(gè)不易丟失的存儲(chǔ)緩沖器，它的存數(shù)上限為50000數(shù)據(jù)點(diǎn)。
展開 特斯拉因太陽能電池板缺陷被舉報(bào)，SEC已展開調(diào)查
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)證券交易委員會(huì)(SEC)收到的一封投訴信顯示，有人舉報(bào)特斯拉多年來未告知股東和公眾，其太陽能電池板系統(tǒng)存在缺陷，可能會(huì)引起火災(zāi)，SEC已就這項(xiàng)指控對(duì)特斯拉展開調(diào)查。
此前也曾有關(guān)于特斯拉太陽能電池系統(tǒng)存在起火風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)道，但這是SEC首次對(duì)此展開調(diào)查。SEC對(duì)特斯拉展開調(diào)查是回應(yīng)特斯拉前現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量經(jīng)理Steven Henkes依據(jù)《信息自由法》(Freedom of Information Act)提出的要求。Henkes在2019年就曾舉報(bào)過特斯拉的太陽能系統(tǒng)存在起火風(fēng)險(xiǎn)，并要求SEC提供有關(guān)該報(bào)告的信息。
9月24日，SEC在給Henkes的回復(fù)中表示：“我們已經(jīng)與執(zhí)法部門的工作人員確認(rèn)，你所要求提供信息的調(diào)查仍在進(jìn)行中。” SEC拒絕了他提供記錄的要求。SEC的官員表示，這封信不應(yīng)該被視為特斯拉出現(xiàn)違法行為的跡象。
特斯拉沒有置評(píng)，而SEC拒絕置評(píng)。
（圖片來源：特斯拉）
2016年，在特斯拉收購(gòu)SolarCity幾個(gè)月前，Henkes以質(zhì)量工程師的身份加入了SolarCity。他告訴路透社，收購(gòu)?fù)瓿珊螅膷徫宦氊?zé)發(fā)生了變化，隨后他意識(shí)到特斯拉太陽能系統(tǒng)存在起火風(fēng)險(xiǎn)。
Henkes向SEC的舉報(bào)中提到，他告訴特斯拉管理層，特斯拉需要關(guān)閉容易起火的太陽能系統(tǒng)，并向安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)報(bào)告，并通知消費(fèi)者。當(dāng)他的請(qǐng)求被忽視時(shí)，他繼續(xù)向監(jiān)管機(jī)構(gòu)舉報(bào)了特斯拉。
Henkes向SEC舉報(bào)，特斯拉在收購(gòu)SolarCity前后都沒有向股東披露其“在財(cái)產(chǎn)損失、用戶受傷和火災(zāi)等方面的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)”。
展開 太陽能薄膜電池設(shè)計(jì)新方式！3D打印支架將提升其轉(zhuǎn)換效率
值得注意的是，在支架內(nèi)形成的微電池的效率在面積得到調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上與平面裝置相當(dāng)。這一發(fā)展是展示堅(jiān)固的鈣鈦礦太陽能電池的重要一步，以實(shí)現(xiàn)與c-Si，CIGS和CdTe太陽能電池相比更高的可靠性和使用壽命。
T3DP 正在開展一項(xiàng)3D打印應(yīng)用與上述太陽能電池的設(shè)計(jì)思路有著相似之處。根據(jù)該技術(shù)的主要發(fā)明者丹尼爾·克拉克的描述，鈣鈦礦是具有超導(dǎo)特性的鈣鈦氧化物晶體, 近年來這種材料引起了很多人的關(guān)注。鈣鈦礦太陽能電池屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。然而，由于鈣鈦礦的脆性，使得鈣鈦礦材料的制造難度非常大。由于鈣鈦礦與食鹽有些相似，因此它需要支架將將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢靡员３址€(wěn)定。
T3DP 在設(shè)計(jì)太陽能電池支架時(shí)采用了仿生學(xué)思路，靈感來自于蒼蠅的眼睛。3D打印鍍銅支架為六角型，類似于蠅眼的結(jié)構(gòu)，電力可以通過支架直接傳導(dǎo)，形成真正分散的太陽能設(shè)計(jì)，并行地規(guī)劃電力。
目前在工業(yè)中使用的集中式太陽能電池板是串聯(lián)的，類似于一串圣誕燈，當(dāng)一個(gè)燈泡熄滅時(shí)，整個(gè)燈停止工作。但是集成3D打印支架的太陽能電池則不存在這個(gè)問題，在3D打印支架的保護(hù)下，每個(gè)子區(qū)都是分散獨(dú)立工作的。
按此方法布置太陽能電池子區(qū)時(shí)，相同面積上可以使用雙倍的太陽能材料，從而實(shí)現(xiàn)36％的太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，目前這一設(shè)計(jì)已獲得了加州智能太陽能解決方案提供商Infinity Energy的認(rèn)可。
T3DP的目標(biāo)是將3D打印的六角型支架融入于太陽能薄膜電池中，如果成功的話，將可獲得50％的轉(zhuǎn)換效率。
來源：3D科學(xué)谷
展開 太陽能產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)大難題 外國(guó)專家又吐“中國(guó)背鍋論”
赫茨勒提到，能源政策制定者正在考慮一種解決方案——要求太陽能電池板設(shè)計(jì)上更容易被移除和回收。華盛頓州政府甚至要求太陽能電池板制造商自己為產(chǎn)品制定回收計(jì)劃。此外，今年6月，歐洲開設(shè)了首家太陽能電池板回收工廠。這些都證明，我們朝著正確方向邁出了步子。但更重要的是，我們需要在太陽能電池板大規(guī)模報(bào)廢前制定一個(gè)全面的計(jì)劃。
用太陽能汽車改變世界？理想很豐滿 現(xiàn)實(shí)很骨感
太陽能作為取之不盡用之不竭的能源，是用于發(fā)電的理想來源，但現(xiàn)階段制約太陽能汽車發(fā)展的因素主要有以下四個(gè)：轉(zhuǎn)換效率；制造成本；后期維修；外形設(shè)計(jì)。目前單晶硅太陽能板的光電轉(zhuǎn)換效率在15%-24%之間，多晶硅太陽能板的光電轉(zhuǎn)換效率在12%-15%之間。我們舉個(gè)例子，根據(jù)太陽常數(shù)每平方米大約能接受1367W的能量輻射，以一輛車8平方米的覆蓋來計(jì)算，再加上20%的轉(zhuǎn)換效率，能夠獲得2187W的能量，如果平均日照時(shí)間為5小時(shí)，那么大約每天能獲得11kWh的電量。以主流電動(dòng)車平均百公里電耗18kWh來計(jì)算，則太陽能電池板每天能夠提供約61公里的續(xù)航，這一切還是建立在比較理想的狀況。而為了彌補(bǔ)續(xù)航，太陽能汽車往往還需要背負(fù)鋰離子電池組滿足日常需求從而造成雙重的成本。同時(shí)，太陽能電池板需要盡可能占據(jù)大的車身面積，對(duì)于剮蹭、天氣災(zāi)害需要增加額外的防護(hù)和維修成本，大面積的太陽能電池板也使得車輛外觀變得丑陋。因此，太陽能汽車的境遇仍屬于理想很豐滿現(xiàn)實(shí)很骨感。
對(duì)于Sono來說，更大的挑戰(zhàn)還來自于量產(chǎn)車的落地以及后期車輛的更新維護(hù)，而增加30公里續(xù)航的太陽能電池板，則更增添了食之無味棄之可惜的屬性吧。
展開 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)全面介紹
分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當(dāng)?shù)?em>太陽能資源，替代和減少化石能源消費(fèi)。
一、系統(tǒng)組成部分
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、并網(wǎng)型逆變器、光伏支架、電纜線等基礎(chǔ)設(shè)備組成。大型一點(diǎn)的電站則還需要匯流箱、交直流配電柜及監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備。
1.太陽能電池板
太陽能電池板是將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能的核心組件。它們通常由多個(gè)太陽能電池組成，可以單獨(dú)使用或組合在一起以實(shí)現(xiàn)所需的發(fā)電量和效率。
2.并網(wǎng)型逆變器
并網(wǎng)型逆變器是將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備，其輸出的交流電可以和市電的頻率及相位同步，因此輸出的交流電可以回到市電。
3.太陽能控制器
控制太陽能電池板對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。它對(duì)蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制，并按照負(fù)載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對(duì)負(fù)載的電能輸出。
4.電池組
電池是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備，可以在太陽能電池板無法產(chǎn)生足夠的電力時(shí)提供備用電源。常用的太陽能發(fā)電系統(tǒng)電池包括鉛酸電池和鋰離子電池。
5.電纜線
電纜線用于連接太陽能電池板、逆變器、電池和太陽能控制器等組件，以便它們之間傳輸電能和信號(hào)。電纜線的選擇和安裝質(zhì)量對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率和安全性都有很大的影響。電纜線應(yīng)該具有足夠的導(dǎo)電性、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
6.光伏支架
用于支撐固定太陽能電池板，通常分為屋頂支架和地面支架。
展開 現(xiàn)代為特定車型研發(fā)太陽能充電 有利燃油效率
蓋世汽車訊 據(jù)現(xiàn)代官網(wǎng)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月31日，現(xiàn)代汽車（ Hyundai Motor）和起亞汽車（Kia Motors）宣布，計(jì)劃在現(xiàn)代汽車集團(tuán)（Hyundai Motor Group）特定車型上推出太陽能充電技術(shù)。發(fā)電太陽能電池板將整合至車輛的車頂或是車輛引擎蓋中，并將為內(nèi)燃機(jī)車、混合動(dòng)力和電池電動(dòng)車提供額外電力，提高燃油效率，增加續(xù)航里程。
目前，現(xiàn)代汽車集團(tuán)正在研發(fā)三種類型的太陽能車頂充電技術(shù)：第一代硅太陽能車頂系統(tǒng)；第二代半透明太陽能車頂系統(tǒng)；以及第三代輕型太陽能車身蓋。
第一代太陽能車頂系統(tǒng)包括安裝在普通車頂?shù)牧慨a(chǎn)硅太陽能電池板結(jié)構(gòu)，將用于混合動(dòng)力車型。根據(jù)天氣狀況，該系統(tǒng)每天可為電池充滿30%至60%的電。
第二代半透明太陽能車頂系統(tǒng)將首次應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車輛。與第一代系統(tǒng)不同，第二代系統(tǒng)提供穿透式面板，滿足了希望車頂開放的消費(fèi)者要求。該半透明太陽能電池板應(yīng)用于全景天窗，在為電動(dòng)車輛電池或安裝在內(nèi)燃機(jī)車輛上的附加電池充電的同時(shí)，保持一定的車頂透明度。在內(nèi)燃機(jī)車輛上安裝太陽能充電系統(tǒng)將促進(jìn)車輛的出口，因?yàn)檐囕v能夠遵守全球各地的二氧化碳排放法規(guī)。
第三代輕型太陽能蓋系統(tǒng)目前用于環(huán)保型車輛，處于實(shí)驗(yàn)研究過程中。其包括一個(gè)將太陽能電池板安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)罩和車頂組合的結(jié)構(gòu)，以最大限度地提高能量輸出。
太陽能充電系統(tǒng)由太陽能電池板、控制器和電池組成。當(dāng)來自太陽的太陽能接觸到太陽能電池板表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電能，通過使用來自太陽的光子進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后在硅電池中產(chǎn)生電子空穴對(duì)，從而產(chǎn)生太陽能電力。按照一個(gè)太陽標(biāo)準(zhǔn)（夏季中午，輻射強(qiáng)度為1000 W/㎡），配備100W的太陽能電池板時(shí)，每小時(shí)可產(chǎn)生100Wh能量。在控制器中，最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）會(huì)控制電壓和電流，從而提高太陽能電池板收集電力的效率，并可進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換。
展開 特斯拉發(fā)布"全球最大"屋頂太陽能陣列照片
9月16日消息，據(jù)Electrek報(bào)道，特斯拉電動(dòng)汽車公司目前正在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的沙漠中建造巨大的“1號(hào)超級(jí)工廠”（Gigafactory 1），目標(biāo)是生產(chǎn)比2013年整個(gè)行業(yè)更多的電池。但與此同時(shí)，該公司也在尋求打破另一項(xiàng)世界紀(jì)錄，即建設(shè)全球最大的屋頂太陽能電池板陣列。
特斯拉計(jì)劃在內(nèi)華達(dá)州建造世界上最大的屋頂太陽能系統(tǒng)，以便為“1號(hào)超級(jí)工廠”提供電力。特斯拉的雄心是最終完全依靠可再生能源為工廠提供電力。2017年1月，該公司宣布計(jì)劃建造裝機(jī)量為70MW的巨型屋頂太陽能陣列，同時(shí)它也將是全球規(guī)模最大的太陽能設(shè)施。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間周四，特斯拉通過推特發(fā)布了一幅“1號(hào)超級(jí)工廠”屋頂太陽能電池板陣列的圖片，該公司當(dāng)時(shí)寫道：“1號(hào)超級(jí)工廠是一家純電力充當(dāng)動(dòng)力的工廠，沒有直接消耗化石燃料(天然氣或石油)。我們將通過70MW的太陽能屋頂陣列和太陽能地面裝置組合，實(shí)現(xiàn)100%的可持續(xù)能源供應(yīng)。這個(gè)太陽能屋頂陣列比今天安裝的最大屋頂太陽能系統(tǒng)大7倍。”
平心而論，地面上安裝的太陽能發(fā)電廠要大得多，但特斯拉說的是屋頂太陽能電池陣列。如果它真的能在“1號(hào)超級(jí)工廠”的屋頂上安裝70兆瓦的太陽能陣列，那么它的確能成為屋頂上最大的太陽能設(shè)備。特斯拉最終于今年2月開工建設(shè)（大約是在宣布該項(xiàng)目一年后），但該公司在安裝了6組太陽能電池板后就停止了建設(shè)。上個(gè)月，他們開始擴(kuò)建巨大的太陽能電池板，特斯拉發(fā)布了一張罕見的太陽能電池板陣列圖片，并在推特上重申這將是“世界上最大的屋頂太陽能電池板陣列”。
從圖上可以看到，特斯拉正在使用大型商用太陽能模塊。該公司補(bǔ)充說，他們將使用大約20萬個(gè)太陽能模塊，這意味著每個(gè)模塊大約可發(fā)電350瓦。最新的衛(wèi)星圖像顯示，特斯拉安裝了大約12組太陽能電池板。要達(dá)到70MW的裝機(jī)量，特斯拉還有很長(zhǎng)的路要走。
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