太阳能电池发电原理:
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,家,硒锢铜等。
它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
蓄电池
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。
一般有铅酸活电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一股要遵循以下原则:首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。
蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要,蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态,影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷(路灯)相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。
太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量高6倍以上为宜。
由于蓄电池的充电过程和放电过程不会在同时进行,所以任一时间内,能量都是单向传递的。
当光伏电池对蓄电池充电时,即能量从左往右传递,由LiSD,和C,工作,其运行电路相当于是Boost电路;当蓄电池给LED灯供电时,即能量是从右往左传递的,由S2,L,C2D1工作,其运行电路相当于电路。
合适地选择电感L,就可以使电路处于Boost电路工作状态,让电路输入电流基本上没有波动;电路处于电路工作状态时,LED灯的恒流驱动比较容易于实现。