工礦信息
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太陽能衍生產(chǎn)品 太陽能衍生產(chǎn)品太陽能設(shè)備 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(tǒng)、太陽能暖房、太陽能發(fā)電、太陽能無線監(jiān)控等方式。 太陽能衍生產(chǎn)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(tǒng)、太陽能暖房、太陽能發(fā)電、太陽能無線監(jiān)控等方式。 無線監(jiān)控 隨著現(xiàn)代化企業(yè)制度在我國的普及和深化發(fā)展,企業(yè)的信息化建設(shè)不斷深入,利用數(shù)字視頻技術(shù)對企業(yè)進(jìn)行 安全防范工作已是大勢所趨,結(jié)合太陽能技術(shù)的發(fā)展,推出真正的Winncam零布線無線監(jiān)控解決方案。(太陽能無線監(jiān)控安裝效果圖) 在現(xiàn)代化工業(yè)園中,實施視頻監(jiān)控系統(tǒng),安全保衛(wèi)部門可以實現(xiàn)在工業(yè)園區(qū)門口、主要道路、辦公樓、周界圍墻等地點進(jìn)行實時全天候視頻監(jiān)控;相關(guān)部門可以了解現(xiàn)場情況,加強(qiáng)園區(qū)安全保衛(wèi)管理,提高工作效率;相關(guān)管理部門可以實時了解各個監(jiān)控點的情況;企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)在辦公室利用桌面微機(jī),可以隨時了解各主各個監(jiān)控點實時狀況,處理突發(fā)事件,亦可以記錄多天前的情況,進(jìn)行追蹤分析,除本地建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)外,還可對分支機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控.隨時考察員工的實際生產(chǎn)勞動紀(jì)律眾誠天合公司案根據(jù)園區(qū)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(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合我公司對工業(yè)園區(qū)監(jiān)控所積累的經(jīng)驗,編制出這套零布線太陽能無線監(jiān)控技術(shù)方案。 整體解決思路 通過對現(xiàn)場的分析我們得出結(jié)論,整套系統(tǒng)我們采用Winncam無線網(wǎng)橋2.4 和5.8 的無線網(wǎng)橋混合組網(wǎng),通過點對點和點對多點的組網(wǎng)方式,組建三級無線傳輸網(wǎng)絡(luò),使得音視頻能流暢的在網(wǎng)絡(luò)中穿行;設(shè)備的前端我們建議采用紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),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(tǒng)。 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(fā)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(tǒng)中,接受太陽輻射并向傳熱工質(zhì)傳遞熱量的裝置。按傳熱工質(zhì)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(yīng)該能用20~30年。自從大約1980年以來所制作的集熱器更應(yīng)維持40~50年且很少進(jìn)行維修。 熱水系統(tǒng) 早期最廣泛的太陽能應(yīng)用即用于將水加熱,現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括收集器、儲存裝置及循環(huán)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(yīng)無日照時使用,另外尚可能有強(qiáng)制循環(huán)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(fù)載的管路等。依循環(huán)方式太陽能熱水系統(tǒng)可分兩種: 1.自然循環(huán)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(chǎn)生密度差,因此引起浮力,此一熱虹吸現(xiàn)像,促使水在儲水箱及收集器中自然流動。由于密度差的關(guān)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(huán)水,維護(hù)甚為簡單,故已被廣泛采用。 2.強(qiáng)制循環(huán)式: 熱水系統(tǒng)用水使水在收集器與儲水箱之間循環(huán)。當(dāng)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(shè)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(tǒng)的流量可得知(因來自水的流量可知),容易預(yù)測性能,亦可推算于若干時間內(nèi)的加熱水量。如在同樣設(shè)計條件下,其較自然循環(huán)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(hù)(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(tǒng)或需要較高水溫的情形,才選擇強(qiáng)制循環(huán)式,一般大多用自然循環(huán)式熱水器。 發(fā)電系統(tǒng) 太陽能發(fā)電系統(tǒng)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(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng): 1、離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成,若要為交流負(fù)載供電,還需要配置交流逆變器。 2、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)電站一般都是國家級電站,主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng),由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大,還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng),由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點,是目 前并網(wǎng)發(fā)電的主流。 太陽能板 太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉(zhuǎn)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(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一,其轉(zhuǎn)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(shè)計:按國際電工委員會IEC:1215:1993標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計,采用36片或72片多晶硅太陽能電池進(jìn)行串聯(lián)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(tǒng)、獨(dú)立光伏電站和并網(wǎng)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(fā)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(yīng)的波長范圍內(nèi)(320-1100nm)透光率達(dá)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(yōu)質(zhì)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(fā)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(dāng)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(qiáng)度,抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)。也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)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(guān)功率管等組成。 主要特點: 1、使用了單片機(jī)和專用軟件,實現(xiàn)了智能控制; 2、利用蓄電池放電率特性修正的準(zhǔn)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(zhǔn)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(hù)、獨(dú)特的防反接保護(hù)等全自動控制;以上保護(hù)均不損壞任何部件,不燒保險; 4、采用了串聯(lián)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(fù)的提升充電,正常的直充,浮充自動控制方式使系統(tǒng)由更長的使用壽命;同時具有高精度溫度補(bǔ)償; 5、直觀的LED發(fā)光管指示當(dāng)前蓄電池狀態(tài),讓用戶了解使用狀況; 6、所有控制全部采用工業(yè)級芯片(僅對帶I工業(yè)級控制器),能在寒冷、高溫、潮濕環(huán)境運(yùn)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(diào)整控制設(shè)定點,而利用了E方存儲器記錄各工作控制點,使設(shè)置數(shù)字化,消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現(xiàn)誤差降低準(zhǔn)確性、可靠性的因素; 8、使用了數(shù)字LED顯示及設(shè)置,一鍵式操作即可完成所有設(shè)置,使用極其方便直觀的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)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(fā)射的Vangtuard I,體裝式結(jié)構(gòu),單晶Si襯底,效率約10%(28℃)。到了1970年代,人們改善了電池結(jié)構(gòu),采用BSF、光刻技術(shù)及更好減反射膜等技術(shù),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(chǎn)量翻番;而空間太陽電池在空間環(huán)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(fā)展,極大地促進(jìn)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(fā)展很快,而且聚光陣結(jié)構(gòu)也變得更經(jīng)濟(jì),空間太陽電池市場競爭十分激烈。在繼續(xù)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(qiáng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu) 一般Si太陽電池 64cm2 14.6 單結(jié)太陽電池 先進(jìn)Si太陽電池 4cm2 20.8 單結(jié)太陽電池 GaAs太陽電池 4cm2 21.8 單結(jié)太陽電池 InP太陽電池 4cm2 19.9 單結(jié)太陽電池 GaInP/GaAs 4cm2 26.9 單片疊層雙結(jié)太陽電池 GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 單片疊層雙結(jié)太陽電池 GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 單片疊層三結(jié)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(jié)太陽電池 GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X,機(jī)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(qiáng)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(qiáng)度1353mW/cm2。因此空間太陽電池多采用AM0光譜設(shè)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(fā)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(fā)射任務(wù)中,如微小衛(wèi)星(重量在50~100公斤)上應(yīng)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(zhì)子輻射使少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度減小。其光電參數(shù)衰減的程度取決于太陽電池的材料和結(jié)構(gòu)。還有反向偏壓、低溫和熱效應(yīng)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(shù)顯著不同,電池性能衰減可能更嚴(yán)重。 空間太陽電池的可靠性 光伏電源的可靠性對整個發(fā)射任務(wù)的成功起關(guān)鍵作用,與地面應(yīng)用相比,太陽電池/陣的費(fèi)用高低并不重要,因為空間電源系統(tǒng)的平衡費(fèi)用更高,可靠性是最重要的??臻g太陽電池陣必須經(jīng)過一系列機(jī)械、熱學(xué)、電學(xué)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(wèi)星電源,從1970年代起,由于空間技術(shù)的發(fā)展,各種飛行器對功率的需求越來越大,在加速發(fā)展其他類型電池的同時,世界上空間技術(shù)比較發(fā)達(dá)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(fā)展方面領(lǐng)先。其中,以發(fā)展背表面場(BSF)、背表面反射器(BSR)、雙層減反射膜技術(shù)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(wèi)星應(yīng)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(jìn)一步提高)。但這種電池的應(yīng)用受到限制:一是制備過程復(fù)雜,避免損壞PN結(jié);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(chǎn)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(yīng);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(fā)射結(jié)等制作工藝,這些工藝的采用不但使電池的效率進(jìn)一步提高,而且還使得電池的應(yīng)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(yīng)以后,這類電池的應(yīng)用成了空間電源的主角。 雖然很多工藝技術(shù)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(fā)揚(yáng)光大,比如倒金子塔絨面、選擇性發(fā)射結(jié)等工藝是在澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心出現(xiàn),但日本的SHARP公司和美國的SUNPOWER公司目 前的技術(shù)水平卻為世界一流,有的技術(shù)甚至已經(jīng)移植到了地面用太陽電池的大批量生產(chǎn)。 為了進(jìn)一步降低電池背面復(fù)合影響,背面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為PERC、PERL、PERT、PERF[1],其中前種結(jié)構(gòu)的電池已經(jīng)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(fā)射結(jié)構(gòu),前后表面均采用鈍化結(jié)構(gòu)來降低表面復(fù)合,背面場采用全部或局部背場。實際應(yīng)用中還發(fā)現(xiàn),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(jì)90年代中期,空間電源工程人員發(fā)現(xiàn),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(jìn)一步應(yīng)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(jī)構(gòu)提出了雙邊結(jié)電池結(jié)構(gòu),這種電池的出現(xiàn)有效地提高了電池的末期效率,并在HES、HES-1衛(wèi)星上獲得了實際應(yīng)用。 另外研究人員還發(fā)現(xiàn),衛(wèi)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?qū)θ斩ㄏ虿畹榷紩绊懙叫l(wèi)星電源的功率,這在一定程度上也限制了衛(wèi)星整體系統(tǒng)的配置。比如空間站這樣復(fù)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(jīng)部分應(yīng)用了常規(guī)的高效電池,但電池的高的α吸收系數(shù)、有限的空間和重量的需要使其仍然不能滿足空間系統(tǒng)大規(guī)模功率的需要。傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu)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(cè)重于提高電池的末期效率為主,在結(jié)合電池陣研究方面提出了雙面電池的構(gòu)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(guī)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(guān)注,又因其不污染環(huán)境,而被稱為綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽能路燈即可用于城鎮(zhèn)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(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、缺乏常規(guī)燃料,難以用常規(guī)能源發(fā)電,但太陽能資源豐富的地區(qū),以解決這些地區(qū)人們的家用照明問題。 【打印本頁】
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