太阳能电池工作原理

太阳能供电房子

你会怎么做你的房子太阳能供电？虽然它不是简单的拍打着一些模块在你的屋顶，它是不是非常困难的事。
首先，并不是每一个屋顶上有正确的方向或角度的倾斜，以充分利用太阳的能量。非跟踪光伏系统在北半球理想情况下应该指向真南路，东风和西风方向面对的方向 虽然可以，但牺牲了不同程度的效率。太阳能电 池板倾斜的角度也应尽可能靠近该地区的纬度尽可能吸收能量全年的最高金额。如果你想最大限度地提高能源生产的 上午或下午，和/或在夏季或冬季，可用于不同的方向和/或倾斜。当然，模块不应该被附近的树木或建筑物遮挡，无论时间一天或一年的时间。在PV模块，如果 甚至只是它的一个细胞是阴影，功率生产可以显著减少。
如果你有一所房子，一个没有阴影，向南面朝屋顶，你需要决定你需要什么尺寸的系统。这是复杂的事实，您的电力生产依赖于天气，这是从来没有完全可预测，电 力需求也将有所不同。幸运的是，这些障碍是很容易清除。气象数据给出了平均每月阳光的水平，适用于不同的地理区域。这需要考虑降雨和多云天气，以及海拔， 湿度和其他更微妙的因素。最糟糕的一个月，你应该设计，让你有足够的电力全年。的数据和一般家庭的需求（方便您的公用事业账单，让你知道你每月有多少能 量），你可以用它来 ​​确定究竟有多少PV模块，你需要有简单的方法。您还需要决定系统电压，你可以控制的决定有多少模块丝系列。
您可能已经猜到了一些，我们必须要解决的问题。首先，我们应该做些什么，当太阳不发光呢？

解决太阳能发电的问题

思想生活在心血来潮的天气预报可能不兴奋大多数人，但仍然可以保证你有权力即使太阳不配合的三个主要选项。如果你想住完全关闭网格，但不信任您的光伏电池 板提供的电力，你需要在紧要关头，你可以使用备用发电机，当太阳能供应不足。的第二个独立的系统涉及能量存储中的形式的电池。不幸的是，电池可增添了不少 光伏系统的成本和维护，但它是目前必要的，如果你想成为完全独立的。
另一种方法是，当你需要它的购买力和销售回来时，你产生更多的比你使用你的房子与公用电网连接。通过这种方式，该实用程序作为实际上无限的存储系统。但请 记住，政府法规的不同位置和改变。您当地的公用事业公司可能会或可能不会被要求参加，回购价格可以相差很大。你也可能需要特殊的设备，以确保兼容的权力， 你正在寻找出售的公用事业公司用自己的。安全也是一个问题。该实用程序，以确保，如果有一个在你家附近停电，您的光伏系统将不会继续喂电力电源线，架线工 认为是死的。称为孤岛，这是一个危险的境地，但它也可避免逆变器防孤岛-这是我们将到达的下一个页面。
如果您决定使用电池代替，记住，他们就必须保持，然后更换后若干年内。大多数太阳能电池板往往会持续30年左右（和改进长寿肯定是一个研究目标），但电池 根本没有那样的使用寿命。光伏系统的电池也可以是非常危险的，因为他们的能量存储和它们所包含的酸性电解质，所以你需要一个通风良好，非金属外壳。
虽然有几种不同类型的电池被普遍使用，他们都应该有共同的一个特点是，它们是深循环电池。与您的汽车电池，这是一个浅循环电池，深循环电池可以释放其储存 的能量，同时仍然保持寿命长。汽车电池的大电流放电，在很短的时间-启动你的车-如果你开车，然后立即充电。光伏电池通常有一段较长的时间（例如在夜间或 在断电期间）一个较小的电流放电，而在白天被充电。最常用的深循环电池是铅酸电池（密封和排气）和镍-镉电池，这两个具有不同的优点和缺点。
在接下来的页面中，我们将深入更深入一点的组件会需要的阳光，为您节省一些现金。

整理你的太阳能发电设置

电池的使用需要被称为充电控制器的另一个组件的安装。电池持续更长的时间，如果他们不滥收费用或耗尽太多。这是一个充电控制器做什么。一旦电池充满电 时，充电控制器，不会让电流从光伏模块继续流入。同样，一旦电池已被排出到一定的预定水平时，通过测量电池电压的控制，许多充电控制器将不允许更多的电流 从电池中排出，直到它们已被充电。使用充电控制器是必不可少的，较长的电池寿命。
除了​​能源存储的其他问题是，太阳能电池板所产生的电力，并提取从你的电池，如果你选择使用它们的形式，提供您的公用事业或在你家的电器使用，是不是。 由太阳能系统产生的电力是直流电，所以你需要把它转换成交流电的逆变器。就像我们讨论的最后一页上，除了开关DC到AC，一些逆变器设计，以防止孤岛，如 果您的系统连接到电网。 大多数大型逆变器将允许你自动地控制你的系统是如何工作的。某些PV模块，称为AC模块，实际上有一个逆变器已经内置到每个模块，消除了需要一个大的，中央逆变器，并简化了布线问题。
扔在安装硬件，接线，接线盒，接地装置，过流保护，DC和AC断开和其他配件，你有自己的系统。您必须遵守电气法规（国家电气代码为PV有一 节），并强烈 建议持牌电工谁拥有丰富的经验与光伏系统的安装。光伏发电系统安装完成后，只需要很少的维护（特别是如果没有电池时），并提供电力的清洁和安静地20年或 更长时间。

在太阳能电池技术的发展

  我们已经谈了很多关于一个典型的光伏发电系统的运行，但成本效益（我们将进入下页）有关的问题，这已促使无尽的研究工作，旨在发展和微调的新方法，使太阳能功率与传统能源竞争日趋激烈。
例如，单晶硅是不是唯一的PV电池中使用的材料。多晶硅是用来在试图削减制造成本，虽然所得到的细胞是不一样高效，单晶硅。第二代太阳能电池技术包括作为 薄膜太阳能电池的已知。虽然他们也往往以牺牲一些效率，他们是简单和生产成本更低-他们变得更有效率，所有的时间。可以由多种材料，包括无定形硅（具有没 有结晶结构），砷化镓，铜铟联硒化物，碲化镉薄膜太阳能电池。
为提高效率的另一种策略是使用两层或更多层不同的材料具有不同带隙。请记住，在物质的不同，不同的能量的光子被吸收。所以层叠更高的带隙的材料的表面 上，以吸收高能量的光子（同时允许较低能量的光子被吸收的低带隙材料的下方），可导致高得多的效率。称为多结电池，这样的细胞，可以有一个以上的电场。
聚光光伏技术是另一种很有前途的发展领域。而不是简单地收集和转换的部分恰好是阳光照下来，被转换成电能，聚光光伏系统的使用加法透镜和反射镜等光学设 备，更大量的太阳能集中到高效的太阳能电池。虽然这些系统一般都是价格较高的制造，他们有许多的优势，比传统的太阳能电池板的设置，并鼓励进一步的研究和 开发工作。 所有这些不同版本的太阳能电池技术有梦想的应用程序和运行的产品包罗万象，从太阳能动力的飞机和空间为基础的发电站，以更多的日常用品，如的光伏供电窗 帘，衣服和笔记本电脑的案件。忽略了甚至微型纳米粒子的世界，甚至探索和研究人员的潜力，有机生产的太阳能电池。
但是，如果光伏发电的自由能是这样一个美妙的源，那么为什么不整个世界上运行的太阳能发电吗？

太阳能发电的成本

  有些人有一个有缺陷的太阳能概念。虽然这是真的，阳光是免费的，光伏系统产生的电力。有很多的因素，以确定是否安装光伏发电系统是值得的价格。
首先，你在哪里居住的问题。生活在阳光明媚的世界各地的人们开始具有更大的优势比那些定居在阳光普照的位置，因为他们的光伏发电系统一般都能够产生更多 的电力。最重要的是，在一个地区应该考虑的水电费。电力价格相差很大，从一个地方到另一个地方，所以有人居住更远的北部仍可能要考虑将太阳能率特别高。
接下来，安装成本，因为你可能会注意到我们讨论的家用光伏发电系统，相当多的硬件是必要的。截至2009年，太阳能电池板安装的住宅平均介于8美元，10 美元每瓦。系统，越大的越少，它通常成本每瓦。同样重要的是要记住，许多太阳能发电系统不能完全覆盖的用电负荷100％的时间。有机会，你仍然有一个权力 法案，但它一定会低于如果没有太阳能电池板。
尽管标价，也有一些潜在的方法来支付为居民和企业愿意升级和太阳能光伏发电系统的成本。这些都可以在联邦和各州的税收优惠政策，公用事业公司的回扣及其他 融资机会。此外，根据上大的太阳能电池板安装 - 以及它如何执行 - 它可以帮助支付本身更快地创造权力偶尔的盈余。最后，也是很重要的因素，在房屋价值估计。安装的光伏系统预计将增加数千美元的家庭的价值。
目前，太阳能发 电仍然有一定的难度与公用事业的竞争，但成本正在下降，为研究改进技术。倡导者的信心，PV有一天会在城市地​​区以及偏远的成本效益。问 题的部分原因是，制造需要做大规模上尽可能地降低成本。然而，那种对光伏的需求，将不存在，直到价格下降到具有竞争力的水平。这是一个catch-22。 即便如此，由于需求和模块效率不断上升，价格下跌，和世界日益认识到与传统能源对环境的关注，这是可能的光伏发电将有一个光明的未来。