【正文】 15 在充電時，在正、負(fù)極板上生成的氧和氫會在電池內(nèi)部 “ 氧合 ” 成水回到電解液中。電解液中酸的濃度逐漸增加，電池兩端的電壓上升。鉛 酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下： ： 蓄電池從其他直流電源獲得電能叫做充電。鋰離子蓄電池等新型蓄電池也各有側(cè)重的應(yīng)用于各行各業(yè)中。閥控密封式鉛酸蓄電池。至今目前，我國從事蓄電池生產(chǎn)的企業(yè)已達(dá)千家之多。常作為通訊工具和便攜器材的電源。 7．鋰離子蓄電池 鋰離子蓄電池負(fù)極是碳 (石墨 ),正極是氧化鈷鋰，由于采用有機電解質(zhì)液，具有電壓高。 5．鋅銀蓄電池 鋅銀蓄電池負(fù)極為鋅，正極為氧化銀，電解液為氫氧化鉀水溶液，具有較高的比能量及優(yōu)良的高倍率放電性能，但價格偏高，多用于軍事工業(yè)及武器系統(tǒng)。耐用。 4．鐵鎳蓄電池 鐵鎳蓄電池負(fù)極為鐵粉，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液。氫氧化鋰水溶液，比能量是鎘鎳蓄電池 倍，具有可快速充電。低溫性能好，循環(huán)壽命長等特點。壓成式和拉漿式。按極板制造方式又分有極板盒式?？凼胶蛨A柱形，其有開口。 2．鎘鎳蓄電池 鎘鎳蓄電池負(fù)極為鎘，正極為氧化鎳，電解液為氫氧化鉀水溶液。但同時由于鉛酸 蓄電池比能量偏低，生產(chǎn)過程有毒。近年來，特別是 VRLA(ValveRegulatedLeadAcidBattery)蓄電池的出現(xiàn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)能夠取代堿性蓄電池和干電池，使鉛酸蓄電池發(fā)揮更大的作用。牽引型。 常用蓄電池介紹 ： 1．鉛酸蓄電池 鉛酸蓄電池負(fù)極為鉛，正極為二氧化鉛，電解液為稀硫酸，主要有起動型。氫鎳蓄電池。鋅銀蓄電池。鐵鎳蓄電池。常用的蓄電池有鉛酸蓄電池?？蒲?。通訊。電力。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。電動玩具當(dāng)中。移動通訊。蓄能。船舶。產(chǎn)品性能發(fā)生了巨大變化，以此滿足不同用途的需要。計算機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其產(chǎn)品系列。近幾十年來，由于交通。蓄電池也稱作二次電源，它是一種把化學(xué)反應(yīng)所釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)變成直 流電能的裝置。 （ 2） .太陽能電池板的輸出能量極不穩(wěn)定，配備蓄電池后，太陽能燈等負(fù)荷才能正常工作。一個電池所能提供的電流和電壓畢竟有限，于是 人們又將很多電池（通常是 36個）并聯(lián)或串聯(lián)起來使用，形成太陽能光電板。 另外硅表面非常光亮，會反射掉大量的太陽光，不能被電池利用。 前電極（ ）后電極（ + ）n 型（ p+ ）p 型（ B ）太陽光防反光涂層電流 圖 由于半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過 p－ n 結(jié)后如果在半導(dǎo)體中流動，電阻非常大，損耗也就非常大。 當(dāng)晶片受光后， PN 結(jié)中， N型半導(dǎo)體的空穴往 P型區(qū)移動，而 P型區(qū)中的電子往 N型區(qū)移動，從而形成從 N型 區(qū)到 P型區(qū)的電流。 N 區(qū)的電子會擴散到 P 區(qū)， P 區(qū)的空穴會擴散到 N區(qū)，一旦擴散就形成了一個由 N指向 P 的 “ 內(nèi)電場 ” ，從而阻止擴散進(jìn)行。 當(dāng) P 型和 N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層 )，界面的 P 型一側(cè)帶負(fù)電， N 型一側(cè)帶正電。 圖 PNE空間電荷區(qū)內(nèi)電場 圖 N型半導(dǎo)體中含有較多的空穴，而 P型半導(dǎo)體中含有較多的電子， 這 樣，當(dāng) P型和 12 N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時， 就會在接觸面 形 成電勢差，這就是 PN 結(jié) 。 同樣，摻入磷原子以后，因為磷原子有五個電子，所以就會有一個電子變得非常活躍，形成 N（ negative）型半導(dǎo)體。 圖 圖 中，正電荷表示硅原子，負(fù)電 荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。 圖 11 圖 中，正電荷表示硅原子，負(fù)電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。但由于此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步，估計不久的將來會逐步走上市場。 4. 納米晶太陽能電池 納米 TiO2 晶體化學(xué)能太陽能電池是新近發(fā)展的，優(yōu)點在于它廉價的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。但以有機材料制備太陽能電池的研究僅僅剛開始，不論是使用壽命，還是電池效率都不能和無機材料特別是硅電池相比。 3. 聚合物多層修飾電極型太陽能電池 以有機聚合物代替無機材料是剛剛開始的一個太陽能電池制造的研究方向。具有價格低廉、性能良好和工藝簡單等優(yōu)點，將成為今后發(fā)展太陽能電池的一個重要方向。但是 GaAs 材料的價格不菲 ,因而在很大程度上限制了用 GaAs 電池的普及。 10 硫化鎘、碲化鎘多晶薄膜電池的效率較非晶硅薄膜太陽能電池效率高，成本較單晶硅電池低，并且也易于大規(guī)模生產(chǎn)，但由于鎘有劇毒，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此，并不是晶體硅太陽能電池最理想的替代產(chǎn)品。 下面對硅太陽能電池進(jìn)行詳細(xì)介紹。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直 接影響了它的實際應(yīng)用。因此，多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電地市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。 單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。 太陽能電池根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池還可分為：硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池四大類，其中硅太陽能電池是目前發(fā)展最成熟的，在應(yīng)用中居主導(dǎo)地位。 9 4 各部件的組成及工作原理 太陽能電池組件的組成及其工作原理 太陽能電池的分類 太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式 (以下表示為 a)兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。而獨立式發(fā)電系統(tǒng)光伏數(shù)組首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能的形式儲存在蓄電池中。另一類是獨立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路。 太陽能路燈的工作原理 太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池組件，利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射在半導(dǎo)體 PN 結(jié)上，由于 PN 結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強的內(nèi)建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴散進(jìn)勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使 P 區(qū)電勢升高， N 區(qū)電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電 流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。 如圖 圖 太陽能原理方框 太陽能路燈 技術(shù)特點是： ① 具有特大功率，光亮度相當(dāng)于白熾燈 150W250W 時，每天 8 小時照明，可在連續(xù)陰雨 9 天內(nèi)正常工作； ② 應(yīng)用了具有充放電保護功能、光敏自控裝置和時控裝置的光電智能控制器，使產(chǎn)品可有效地節(jié)約能源，增加有效照明時間，降低生產(chǎn)成本； ③ 中央控制器單元采用 單片機控制 ，并在智能控制器中建立了全球不同緯度的全年日照時間數(shù)據(jù)。 現(xiàn)本人想設(shè)計一個太陽能路燈的電路 .白天充電靠太陽能電池吸收光能產(chǎn)生電能 .而 LED 照明熄滅 .夜晚 LED 點亮進(jìn)行照明 .并有電路保護電池不會過充過放。 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。 6 2 設(shè)計思路 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本原理相同，因而太陽能路燈的設(shè)計思路也可依據(jù)一般的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，先確定太陽電池組件的功率，然后計算蓄電池的容量。如果小偷真的開著吊車來偷路燈了，那不知是什么天下了，應(yīng)該不是偷了而是搶了！那我們國家能有這么亂嗎？因此，偷盜太陽能路燈內(nèi)部電線是不合算的。很多人擔(dān)心太陽能路燈采用的都是高新技術(shù)的材料，一旦被盜的損失會更高，持這種觀點的人不少，不僅僅有一些政府官員，連一些能源研究專家也認(rèn)為這確實是一個問題。只要設(shè)計合理，實際比普通路燈更劃算。這些太陽能路燈一般使用的光源是長壽命的 LED 燈或低壓鈉燈，使用的電壓都是絕對安全的直流低電壓，采用光控、時控、全自動、無觸點電子開關(guān)，故障率極低，整體路燈使用壽命要長達(dá) 15年。但是，事實上根本不是這樣子，一盞普通路燈除了這些成本，還有預(yù)埋地下的電纜申請和施工過程的費用，還可能影響、破壞周圍植被和景觀，日常需要專人定時維護、更換燈泡，同時每隔大約 1Km要建一個升壓站（防止輸電線路過長，電壓 降低過大，影響燈光亮度），分?jǐn)傁聛淼某杀久勘K大約在 3 萬元左右，目前市政道路路燈的招標(biāo)價格每盞一般也在 2～ 萬元之間。 ，因其使用壽命長，比普通路燈更劃算 太陽能路燈其實并不貴。 一盞普通的路燈以 400W 光源、日工作 10小時計， 1 年平均耗電量是 1460 度電，還需要專人維護、更換燈泡；而太陽能路燈一般采 用壽命長達(dá) 50000 小時以上的 LED 燈作為光源，日常無需增加消耗電量的費用開支。太陽能照明燈具有體積小 ,重量輕 ,低能耗 ,高光強 ,防雷擊 ,無須其它電源 ,安全可靠 ,安裝、維護方便等特點。對比而言，太陽能照明綠色環(huán)保，能為高尚生態(tài)小區(qū)的開發(fā)和推廣增加新的賣點；可持續(xù)降低 物業(yè)管理成本，減少業(yè)主公共分?jǐn)偛糠值馁M用。然后進(jìn)行長時間的安裝調(diào)試，如任何一條線路有問題，則要大面積返工。太陽能照明路燈采用高效單晶硅太陽能電池供電 ,采用免維護密封型蓄電池貯存電能 ,用高效節(jié)能燈照明 ,并采用先進(jìn)的充放電和照明控制電路 ,具有性質(zhì)可靠、發(fā)光效率 高、亮度大、安裝方便、無需鋪設(shè)電纜電線，無需交流電能和電費，采用直流供電，光敏控制、安全可靠、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保，實用 )壽命長 ,是未來戶外照明的發(fā)展方向和照明燈具中的一枝新秀。專家預(yù)測，太陽能照明在未來十年后將會普及，成為未來照明行業(yè)發(fā)展趨勢 。作為太陽能應(yīng)用的系列產(chǎn)品之一，太陽能燈具一 直是各方研究和關(guān)注的焦點。 “ 如果在全國推廣使用 3 億只太陽能燈，其節(jié)能效果相當(dāng)于新建一個三峽工程 ” ，中山市百特照明科技有限公司朱建平經(jīng)理介紹。如果把人力、物力計算在內(nèi)，普通燈具的輔助費用與維護費用都將比預(yù)算的高。工程越大，普通燈具的工程施工費用越高，其初始投入大于太陽能燈具。近幾年來，太陽能燈具產(chǎn)品由于環(huán)保節(jié)能的雙重優(yōu)勢，太陽能庭院燈、太陽能草坪燈和太陽能裝飾燈等應(yīng)用逐漸形成規(guī) 3 模。在技術(shù)上稍有突破后，被美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家率先嘗試運用在高科技領(lǐng)域。太陽能