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發布時間:2020-07-14 11:59  





光伏組件的接線端子盒是一個黑色的塑料盒子,位于背板后面,連接外部的電纜由其中伸出。目前,美國有29個州和華盛頓特區及2個附屬地區實施強制配額政策,另外8個州和2個附屬地區設定了可再生能源配額目標。 在接線盒內部安裝有二極管整流回路。太陽能電池各單元之間采用串聯方式連接,如果光伏組件上某一電池單元因日光照射不到而出現電流降低的情況, 為了與處于同一串聯回路上的其它電池單元保持相同的電流,該電池單元將不得不承受其它電池單元工作時所施加的反向電壓。例如 一套 60 個單元的串聯組件發電系統,當某一個單元電流下降時將要承受約 30V 的反向電壓(每個單元工作電壓為 0.5V ,則 0.5V × 59 ≈ 30V )。在這種情況下, 該電池單元就相當于一個耗能電阻,它將消耗其它電池單元所產生電能并產生熱量 。為了防止這種情況的發生,大約每 20 個電池單元需要并聯一個二極管作為保護,大約可以抵消- 10V 的反向電壓。此時在并聯的旁路二極管中流過正向電流,也會使二極管的結溫上升,如果使用了不適當的電流容量的二極管,或者二極管的連接方式錯誤,其發熱量會導致焊接部位熔化,在惡劣的情況下甚至會引起火災。因此,對于太陽能電池板而言,要充分考慮其散熱和阻燃性能,并進行必要的防災設計。萬一二極管因發熱而被擊穿,被這個二極管所保護的電池單元將再次承受較大的反向電壓,電池單元的進一步發熱甚至會引起整個光伏組件的燃燒,對于這種危險必須加以考慮。
接線盒內部有用灌封膠充填的也有不充填的。隨著環保意識的加強以及對于可再生能源的需求,風力發電技術日益受到重視。考慮到灌封膠的耐熱性能和耐風化性能,使用得為廣泛的是硅樹脂,這種灌封膠的使用同時考慮了二極管的散熱需求。各家公司對于灌封膠的阻燃等級有著不同的要求。在不充填灌封膠的情況下需要設置通氣孔以解決接線盒內部結露的問題,為了防止進水,在通氣孔上還要貼上透氣性的防水薄膜。
光可分為不同波長,我們可以通過彩虹看出這一點。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網并網,簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進行并網,這樣就可以減少成本和設備的安裝,但往往各地的電網的安全標準也許不允許這樣做,電力公司有可能反對發電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。由于射到電池的光的光子能量范圍很廣,因此有些光子沒有足夠的能量來形成電子空穴對。它們只是穿過電池,就像電池是透明的一樣。但其他一些光子的能量卻很強。只有達到一定的能量 —— 單位為電子伏特( eV ),由電池材料(對于晶體硅,約為 1.1eV )決定 —— 才能使電子逸出。我們將這個能量值稱為材料的帶隙能量。如果光子的能量比所需的能量多,則多余的能量會損失掉(除非光子的能量是所需能量的兩倍,并且可以創建多組電子空穴對,但這種效應并不重要)。僅這兩種效應就會造成電池中 70% 左右的輻射能損失。
為何我們不選擇一種帶隙很低的材料,以便利用更多的光子?遺憾的是,帶隙還決定了電場強度(電壓),如果帶隙過低,那么在增大電流(通過吸收更多電子)的同時,也會損失一定的電壓。在德國,綠電銷售必須通過專業機構認證并獲得綠電標識,目前主要有三種認證模式,即GrünerStrom、OK-Power以及Tüv。請記住,功率是電壓和電流的乘積。帶隙能量必須能平衡這兩種效應,對于由單一材料制成的電池,這個值約為 1.4 電子伏特。
強制性市場的存在,是因為政策的驅動,比如可再生能源配額制。目前應用最為廣泛的分布式光伏發電系統,是建在城市建筑物屋頂的光伏發電項目。而自愿認購市場,消費者往往對某種特定的可再生能源形式有偏好。所以,強制市場往往被認為是綠色電力交易的基礎,代表了可再生能源消費的限度。而自愿市場往往超過這一基礎,是由自愿性的需求決定的。在美國,自愿認購市場擁有8萬多家的商家以及超百萬的個人對綠證進行認購,占到美國電力總負荷的2%,并且保持10%的增長。特別是一些創新企業在自愿認購市場中更為活躍。2017年初,蘋果公司宣稱其在全球93%的設施用電完全使用可再生能源,即通過自愿認購綠色證書得以實現。此外,英特爾、微軟等個別公司綠電量甚至占到16%。
強制市場與自愿市場的有機結合使得美國在可再生能源綠證交易中取得了一定的成功。