太陽能電池發電的原理是基于半導體的光生伏特效應將太陽輻射直接轉換為電能。在晶體中電子的數目總是與核電荷數相一致,所以P型硅和N型硅對外部來說是電中性的。如將P型硅或N型硅放在陽光下照射,僅是被加熱,外部看不出變化。盡管通過光的能量電子從化學鍵中被釋放,由此產生電子-空穴對,但在很短的時間內(在μS范圍內)電子又被捕獲,即電子和空穴“復合”。
當P型和N型半導體結合在一起時,在兩種半導體的交界面區域里會形成一個特殊的薄層,界面的P型一側帶負電,N型一側帶正電。這是由于P型半導體多空穴,N型半導體多自由電子,出現了濃度差。N區的電子會擴散到P區,P區的空穴會擴散到N區,一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內電場”,從而阻止擴散進行。達到平衡后,就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差,這就是P-N結。
至今為止,大多數太陽能電池廠家都是通過擴散工藝,在P型硅片上形成N型區,在兩個區交界就形成了一個P-N結(即N+/P)。太陽能路燈的電池基本結構就是一個大面積平面P-N結。如果光線照射在太陽能電池上并且光在界面層被吸收,具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激發,以致產生電子-空穴對。界面層附近的電子和空穴在復合之前,將通過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。通過界面層的電荷分離,將在P區和N區之間產生一個向外的可測試的電壓。此時可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6V。通過光照在界面層產生的電子-空穴對越多,電流越大。界面層吸收的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中形成的電流也越大。
現在安裝的路燈都是太陽能路燈,甚至很多地方都已經替換上了太陽能路燈了。這樣浩大的工程大概流程你知道多少呢?
一、地基澆注
1、確定立燈位置;勘察地質情況,如果地表1米2皆是松軟土質,那么開挖深度應加深;同時要確認開挖位置以下沒有其他設施(如電纜、管道等),路燈頂部沒有長時間遮陽物體,否則要適當更換位置。
2、在立燈具的位置預留(開挖)符合標準的坑(根據燈桿高度設計深度);進行予埋件定位澆筑。預埋件放置在方坑正中,PVC穿線管一端放在預埋件正中間、另端放在蓄電池儲存處。注意保持預埋件、地基與原地面在同一水平面上(或螺桿頂端與原地面在同一水平面上,根據場地需要而定),有一邊要與道路平行;這樣方可保證燈桿豎立后端正而不偏斜。然后以C20混凝土澆筑固定,澆筑過程中要不停用震動棒震動,保證整體的密實性,牢固性。
3、施工完畢,及時清理定位板上殘留泥渣,并以廢油清洗螺栓上雜質(可在施工之前將螺栓位置用膠帶包好防止過多雜志附著于此,影響安裝進度)。
4、混泥土凝固過程中,要定時澆水養護;待混凝土完全凝固(一般72小時以上),才能進行吊燈安裝。
二、燈具安裝
1、進行各部位組件固定:太陽板固定在太陽板支架上,燈頭固定到挑臂上,然后將支架與挑臂固定到主桿,并將連接線穿引到控制箱(電池箱)。
2、燈桿起吊之前,先檢查各部位緊固件是否牢固,燈頭安裝是否端正,光源工作是否正常。然后在簡易調試系統工作是否正常;松開控制器上太陽板連接線,光源工作;接上太陽板連接線,燈熄;同時仔細觀察控制器上各指示燈的變化;一切屬于正常,方可起吊安裝。
3、主燈桿起吊時,注意安全防范;螺絲絕對緊固好,如組件朝陽角度有所偏差,需要上去端調整其朝陽方向完全朝正南。
4、將蓄電池放進電池箱,按照技術要求將連接線連接到控制器;先接蓄電池,再接負載,然后接太陽板;接線操作時一定要注意各路接線與控制器上標明的接線端子不能接錯,正負兩極性不能碰撞,不能接反;否則控制器將被損壞。
5、調試系統工作是否正常;松開控制器上太陽板連接線,燈亮;同時接上太陽板連接線,燈熄;再仔細觀察控制器上各指示燈的變化;一切屬于正常,方可封好控制箱。
三、蓄電池的安裝
1、蓄電池置于防水箱內時須輕拿輕放,防止砸壞防水箱;
2、輸出線連接在蓄電池后在任何情況下禁止短接,避免損壞蓄電池;
3、蓄電池的輸出線與電線桿內的控制器相聯時必須通過PVC穿線管;
4、上述完成后,檢查控制器端的接線,防止短路。正常后關好控制箱的門。
四、太陽能電池組件安裝
1、太陽能電池板的輸出正負極在連接到控制器前須采取措施避免短接;
2、太陽電池組件與支架連接時要牢固可靠;
3、組件的輸出線應避免裸露,并用扎帶扎牢;
4、電池組件的朝向要朝正南,以指南針指向為準。
五、注意事項
如果用戶自行在地面安裝燈具,注意事項如下:
1、太陽能路燈以太陽輻射為能源,照射在光電池組件上的陽光是否充裕直接影響燈具的照明效果,因此在選擇燈具的安裝位置時,太陽能電池組件在任何時間段都能夠照射到陽光,且無樹葉等遮擋物。
2、穿線時一定要注意導線勿夾在燈桿的連接處。導線的連接處應該連接牢固,且用PVC膠帶纏繞。
3、使用時,為保證美觀和電池組件能更好的接收太陽輻射,請您每半年清潔一次電池組件上的灰塵,但切勿用水自下而上的沖洗。