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太阳能的法力无边, 其中:由于在地球上的日照不平 均, 所以造成冷热温度对流而生成风, 而风力亦可发电, 所以在美国 风力发电 也归太阳能源的一种. - - - - - 其实:当阳光照耀于 海洋、湖、河 , 将水气蒸发上升形成于云雨 , 降到山上 , 集水成溪河流下 , 人类将此位差能 , 制造成 "水力发电 "(不也是太阳能所形成的).
此外太阳能的应用又可分为热能的 "太阳能热水器" 及光直接转换电的 "太阳能电池" , 本联谊会目前较着重于 "太阳能 电池" 的应用推展.
太阳能电池系一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片, 它祇要一照到光, 瞬间就可输出电压及电流. 而此种太阳能光电池 (Solar cell)简称为太阳能电池,或太阳电池(在台湾的早期翻译书籍上直接引用日文中的汉字,其实不是battery而是cell), 又可称为太阳能芯片. 在中国大陆称为硅芯片,因为中文"硅"是 硅的古字, 硅为现代译音字. 在物理学上称为 光生伏打(Photovoltaic),简称PV(photo=light光线,voltaics=electricity电力).
硅(silicon)为目前通用的太阳能电池之原料代表, 而在市场上又区分为: 1.单结晶硅 2.多结晶硅 3.非结晶硅. 而目前消费市场应用(切割后封装)上大多为单晶硅及非晶硅两大类, 原因是:一.单晶效率最高. 二.非晶价格最便宜, 且无需封装, 生产也最快. 三.多晶的切割及下游再加工 较不易, 而前述两种都较易于再切割及加工. 但是"模块封装"(太阳能光发电工程应用板材)为单晶与多晶为主, 原因是:非晶效率太低, 产品寿命也太短.
太阳能电池的发电能源来自于光的波长,太阳光是一种全域波长, 而白炽灯的波长与日光灯的波长不同, 太阳能电池以阳 光或白炽灯之波长为较适用, 而太阳能电子计算器上的太阳能电池是属于 "室内型的非晶" 如果长期拿到户外曝晒,且串并联为较大电压及电流时,将导致其内部连结组织烧断而损坏,这是过去有人因错用材料(以为太阳能电池只有一种), 却误以为所有的太阳能电池都不实用的原因.
太阳能制造厂商将太阳能电池称为cell,国内业者则惯称芯片,把芯片(或依设计所需要的电流进行芯片切割后)焊上箔条导线(焊带)再将许多焊好的芯片用箔条串联成一组,再和EVA、Tedlar与低铁质强化压纹玻璃(白玻璃)层层迭迭,一同放入层压机(Laminate)的机台上做真空封装, 制成 module ( panel)称之为模块或称太阳能板,将若干太阳能板组成方阵(列阵array),接配上过充放保护控制(controller)及深(循环)放电蓄电池(铅钙) 以及逆转变流器(inverter直流转变为交流)合称为:太阳能电力系统,又称:太阳能发电站.
一般太阳能光电商品,其太阳能输出电流如果在300毫安(mA)以下时,都只会在太阳能板正极输出端,接装一个负载极微小的防逆二极管 (schottky diode消基二极管)以防止蓄电池内的电流逆流回到太阳能板,如此就可以接上蓄电池使用.
太阳能板的规格除了外形尺寸之外,另有一些特性数据,其中 Voc=开路电压, Isc=短路电流, Vmp(Vop)=最大工作电压, Imp(Iop)= 最大工作电流, Vmp x Imp= W瓦 / (最大)功率.在太阳能商品说明书上所看到的数据均以" 国际通用标准光源条件 " : 100mW / cm2(即夏季无云晴天中午的照度12万LUX) 及摄氏温度25度,为测试条件(各地气候不同,一天中符合如此条件的机会很少, 台北1年365天中也没几天符合这样子的环境条件).所以实际上的应用数据是达不到商品型录上所号称那么高的.
太阳能电池的功能系以其转换效率作为分等, 以单结晶硅来说: 商业级 (印刷式) 芯片从11% ~16%, 特殊定制品从17% ~20%, 太空级 (蒸镀式) 芯片从16%~24%, 当然效率愈高其价格就愈贵,较高效率的芯片要预付款排队订购但不一定买得到, 在澳洲1996年世界太阳能车竞赛前,Honda就将效率达24%的芯片全部契约买断,而21%~23%也被其它集团 高价包下,当时地面用太空级芯片只有效率17% ~20%的芯片较有机会买得到,但要预约排到6 ~10个月之后.
值得一提的是:经过几年来世界太阳能车3000公里竞赛的经验,发现唯有太空式芯片,才能经得起长途跋涉的颠簸震动(焊接点不易脱落),这就是以焊接来说:蒸镀式芯片与印刷式芯片在移动环境(车用)使用下的效果差异. 换句话说:固定式(静止)的太阳能电池 模块,可以采用较便宜的印刷式芯片. 但以当今现有的焊接科技而言,在移动(震动)的环境下使用太阳能电池时,目前还是以太空级(蒸镀式)的太阳能电池较为持久可靠. |
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