太阳能发电机是如何工作的?
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写的合格的太阳能工程师Aniket.最后更新:
太阳能发电机的工作原理是将阳光转换成直流电,然后存储在电池和/或转换成交流电,以用于操作电器。太阳能发电机主要由太阳能电池板、充电控制器、电池和逆变器组成。太阳能发电机可作为组装单元使用。但是,您可以购买上面提到的各个组件来自己构建一个。
太阳能发电机大多是可移动的装置,可以用汽车携带,也可以安装在露营地点。在停电的情况下,它们也被用作备用发电机。太阳能发电机正在迅速取代汽油和柴油发电机,这使得生产无排放的电力成为可能,而且没有任何经常性成本。
了解太阳能发电机
如前所述,太阳能发电机将太阳能的清洁能源转化为电流,这是太阳能的一个重要优点。发电量取决于太阳能电池板的大小。要了解太阳能发电机的工作原理,就必须了解每个组件及其工作原理。
一些人也建造他们自己的太阳能便携式发电机使用一般指南的太阳能或特定的尺寸指南的家庭太阳能发电机。如今,太阳能公司提供多种太阳能发电机的选择,多个组件集成在一个单一的单位。
虽然新的和可再生能源技术,如太阳能墙或太阳能屋顶正在慢慢普及,但像这样的传统太阳能应用永远不会消失。一些有效的太阳能+汽油混合能源发电机也可用,但我们不在这里介绍它们。
让我们更详细地看看太阳能发电机的组件和它们的功能。
太阳能发电机组件
任何太阳能发电机将使用以下组件:
太阳能电池板
太阳能电池板——电源——是发电机最重要的部件。太阳能光伏电池由硅等半导体材料制成,利用太阳的辐射能产生电流。这些光伏电池中的电子被来自太阳的光子撞离轨道。这些电子在电路中流动,从而产生电能。
太阳能电池板可以有各种各样的尺寸。大多数太阳能发电机通常使用100或200瓦的太阳能电池板,这有助于保持发电机的便携性。
电池
由于太阳能只能在白天工作,所以储存能量会有所帮助。因此,在黑暗或阴天的几个小时里,电池就成了能源。电池是太阳能设备的重要组成部分,它将电池板上的电能转化为化学能。这种化学能在需要时再转换成电能。
电池的额定电压通常为12V。用于发电机的太阳能电池板的额定功率通常为12V电池(即大约18V)。电池通常有两种类型——铅酸电池和锂离子电池。
充电控制器
充电控制器有助于调整来自太阳能电池板的电流,使其对电池来说更加均匀和安全。太阳能电池板的峰值发电量约为18V。此时,充电控制器将电压降至15V,这样12V电池就可以顺利充电。这提高了电池性能和寿命。
充电控制器防止电池过度充电。它们还可以防止反向电流从电池流向面板,避免损坏能源发电机的面板。这些通常是小型单元,通常集成在太阳能发电机。
逆变器
逆变器有时被称为太阳系中第二重要的组件。它有时甚至被称为系统的“心脏”,其功能是将面板或电池的直流电转换成交流电。
交流电源是世界上使用最多的能源类型。将电力输送到更远的地方而不造成重大损失是比较容易的。我们日常使用的大大小小的电器都适合使用交流电源。
太阳能可以消除对交流电的需求,因为远距离输电不再是问题。因此,市场上有一些电器是直接使用DC的,比如一些LED灯和风扇。太阳能发电机通常有直流端口直接操作直流电器。
然而,当不得不使用更复杂的设备,如笔记本电脑,它只是有意义的使用一个额外的设备将直流电源转换为交流电源-因此需要一个逆变器。
太阳能发电机的逐步工作
既然我们已经熟悉了组件及其功能,就更容易理解太阳能发电机是如何工作的了。
- 当面板连接到电池单元(通过充电控制器),并暴露在阳光下,它们开始产生直流电源,流向充电控制器。根据阳光的强度和面板表面(干净和无刮擦是最好的),产生的电压可以在12V到18V之间的任何地方。
- 如果输入电压超过12-13V,充电控制器将此电源传递给电池。它首先将这个可变的直流电源转换成更恒定的直流电源。当电池充满时,充电控制器将自动停止从能量源转移电源。
- 来自充电控制器的电流将在电池内部产生化学反应,在那里,产品的能量被储存为潜在的化学能量。当任何负载连接到电池上时,一个反向化学反应允许这种潜在的化学能转换回电能。电池输出的电流仍然是直流电,如果有问题的电气负载适合交流,在设置中需要一个逆变器。
- 如果您正在尝试使用太阳能发电机运行的器具适合直流,额定电流为12V,它们可以直接连接到电池/面板。这是太阳能的优点之一。便携式发电机通常带有12V直流输出,可用于直流负载。但是,如果设备只支持交流输入,则功率被进一步送至逆变器。
- 对于交流辅助电器,如野营时携带的笔记本电脑,逆变器可以修改来自电池的12V直流电源。这种电源被转换成110-120V交流电,就像家庭插座一样。任何便携式太阳能发电机的外壳上都有一个类似的输出插头,读取120V交流电。笔记本电脑或迷你冰箱等电器可以通过这个插头直接供电,就像在家里一样。允许使用交流电器使太阳能发电机在多功能性方面与备用发电机一样好。
随着太阳能产业技术的进步,随着太阳能电池板成本的不断下降,太阳能发电机将变得更小、更轻、更简单、更便宜。在选择太阳能发电机时,重要的是选择一个在尺寸和容量方面适合您的需要,同时选择一个可靠的品牌,太阳能电池板寿命长。最后,确保你通过了一些值得信赖的太阳能发电机的评论在做决定之前。
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