2008年5月28日星期三

将光伏电池从太空带回到地球上

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光伏电池
在20世纪60年代和20世纪70年代早期,在太阳的地球电力上使用太阳能电池的空间似乎不是很透视的选择。光伏电池的高成本使其不经济用于地球,低价格是主要因素。

在1970年初,发现了降低太阳能电池成本的方法。 Elliot Berman博士,埃克森公司的财务帮助,通过使用较差的硅等级设计了昂贵的太阳能电池,并用更便宜的材料包装细胞。这将每瓦100美元的价格从100美元带到每瓦的20美元。

20世纪70年代的能源危机导致全球推动替代可再生能源来源,并且光伏被视为可能的解决方案。该领域的主要研究活动发生,光伏研究的主要目标是降低成本,以便为人们带来太阳能。

为开发用于住宅和商业用途的PV电力系统,为独立的,远程电源以及公用事业连接应用提供了重大努力。光伏产业吸引了大型能源公司和政府机构的兴趣。凭借其资本投资,巨大改善PV模块的制造,性能和质量。

在20世纪80年代,光伏代表了消费电子设备的流行电源。 PV细胞掺入手表,无线电,灯笼和其他小型电池充电应用中。在同一时期,国际光伏系统应用于电力水泵,制冷,电信,农村健康诊所和离网家庭的国际申请急剧增加,并仍然是目前PV产品世界市场的主要部分。



2008年5月23日星期五

光伏和空间产业

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国际空间站
2001年12月的国际空间站。信贷:船员STS-108.,美国宇航局
在20世纪50年代和60年代开始,空间行业是第一款光伏的市场。光伏是浅色,“燃料”均可失重且自由采取。高成本从来都不是一个问题,因为钱永远不会是空间行业的问题。

1954年,贝尔实验室建造了第一张光伏模块。它被作为太阳能电池兑换,大多是一种好奇心,因为它太昂贵,无法获得广泛使用。贝尔实验室使用了一个名为Czochralski工艺的新过程,以开发第一个结晶硅光伏电池,其效率约为4%。 NASA将其集成到新的空间计划时,新技术得到了第一个主要的商业推动。

1955年,太阳能电池卫星能量供应的制备开始了。西部电气为太阳能电池生产提供销售商业许可证。 Hoffman Electronics - 半导体师推出了一种商业光伏产品,每款电池25美元的效率为2%,具有14兆瓦的功率。能源成本为每周1,785美元。

1957年,霍夫曼电子引入了8%效率的太阳能电池。一年后,1958年,同一家公司推出了一个9%效率的太阳能电池。为空间技术的目的生产了第一辐射防辐射硅太阳能电池。 1958年3月17日,第一个由太阳能电池供电的卫星,Vanguard I., 已启动,推出。系统连续运行8年。另外两个卫星,探险家III.Vanguard I.I,由美国人发起,俄罗斯人斯图尼克三世。

1959年,Hoffman Electronics引入了10%效率的商业上可获得的太阳能电池。美国人用9,600个细胞和探险家VII推出了卫星探险员vi。

1962年,钟太阳能电池供电Telstar.是世界上第一个通信卫星。

1964年 - 美国宇航局推出第一个雨云航天器 - 由470瓦光伏阵列提供动力的卫星。

1965年,日本卫星发射的日本科学计划开始了。次年,1966年,美国宇航局推出了第一个轨道天文天文台,由1千瓦光伏阵列提供动力,提供由地球滤出的紫外线和X射线波长中的天文数据’s atmosphere.

今天,空间行业仍然是光伏的重要用户,因为它们在空间中发挥着重要作用,为地球周围的轨道提供电力。太阳能电池实际上是所有卫星,包括用于通信,防御和科学研究的卫星。超过600,000个飞行证明的太阳能电池供电超过60颗卫星。

国际空间站使用多个太阳能阵列为船上的所有设备供电。空间和行星勘探任务的成功往往取决于他们的车载光伏电源—为实验提供电力,并将数据返回地球。三火星队 - Pathfinder Rover Sojourner., 精神机会,成功完成了他们的任务,由PV提供动力。
也可以看看: http://www.aerospaceweb.org/question/spacecraft/q0298b.shtmlhttp://mars.jpl.nasa.gov/MPF/roverpwr/power.html)


2008年5月21日星期三

光伏历史 - 20世纪(时间轴)的主要里程碑

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贝尔实验室工程师测试太阳能电池
贝尔实验室工程师在1954年测试太阳能电池
信用:贝尔实验室网站
1904 - Albert Einstein在光电效果上发表了纸张(以及他的相对论理论上的纸张)。 Wilhelm Hallwachs制作了半导体结太阳能电池(铜和氧化铜)。
1914 - 注意到光伏器件中的阻挡层的存在。
1916 - Robert Millikan提供了光电效果的实验证据。
1918 - 波兰科学家Jan Czochralski开发了一种成长单晶的方法
硅。 
1921 - 阿尔伯特爱因斯坦获得了诺贝尔的理论奖,解释了光电效应。
1932 - Audobert和Stora发现硒化镉(CDSE)中的光伏效果,仍然使用的光电材料。

1954 - 贝尔实验室宣布了第一款现代硅太阳能电池的发明。科学家杰拉尔德皮尔逊,达里尔·克普宁和凯文富勒在贝尔实验室开发硅光伏(PV)电池—第一太阳能电池能够转换足够的太阳’S能量进入日常电气设备的力量。贝尔电话实验室生产了4%效率的硅太阳能电池,后来实现了11%的效率。纽约时报报告贝尔发现,称为“新时代的开头,最终导致利用阳光的几乎无限的能量来实现文明的用途”。
1959 - Hoffman Electronics创造了10%的高效商业太阳能电池,并介绍了网格接触的使用,降低了电池的电阻。
1962 - 贝尔电话实验室推出了第一颗电信卫星,TELSTAR(初始电源14瓦)。
1963 - Sharp Corporation成功生产实用的硅PV模块。日本在灯塔上安装了242 W光伏数组,当时是世界上最大的阵列。
1965 - Peter Glaser构思了卫星太阳能电站的想法。 

1973 - 特拉华大学建立“Solar One,” one of the world’S的第一光伏PV)动力居所。该系统是PV /热混合动力。 
1980 - 在特拉华大学,第一薄膜太阳能电池使用硫化铜/硫化镉的效率超过10%。
1982 - 首先,光伏巨型级电站在加利福尼亚州海鲜山上线上线路。它具有1兆瓦的容量系统,由ARCO Solar开发,108个双轴跟踪器上的模块。
1983 - ARCO Solar在中央致力于6兆瓦光伏变电站
加利福尼亚州。 120英亩,无人机设施提供太平洋气体& Electric Company’S型电网有足够的功率为2,000-2,500家。

1985 - 新南威尔士大学的光伏工程中心创建了20%的效率硅电池。
1993 - 太平洋气体&电气完成安装在加利福尼亚克尔曼的第一电网支持的光伏系统。 500千瓦系统是第一个系统“distributed power” effort.
1998 - 郊区古河,一个由Amorphous硅的开创性工作的指出的科学家领导着柔性太阳能瓦片,屋顶材料和最先进的技术,用于将阳光转换为电力。
1999 - 全球总安装的光伏电量达到1000兆瓦。



2008年5月19日星期一

光伏(PV)历史 - 开始

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亚历山大埃德蒙德贝克莱尔
甚至在电力通常可用之前,甚至会观察到某些材料的电性能的效果。

1839年,十九岁的法国物理学家alexandre edmond bechquerel首次观察到光伏效果。在暴露于阳光下的弱电解质或导电溶液(如盐水)中的金属电极进行试验,他发现了少量电流的外观。

然而,Bececrelel的发现找不到任何实际使用,并且被标记为观察到的现象。 1873年,英国电气工程师在1873年,英国电气工程师的光电指示的电导率是在1873年在他与硒合作的情况下。

1876年威廉·格莱尔斯亚当斯*和他的学生理查德日,发现在硒和铂之间照亮了交界,可以具有光伏效果。这种效果是现代太阳能电池的基础。一位电力专家Werner Von Siemens表示,发现是“科学上最重要的重要性”。硒细胞没有效率,但证明了没有热或移动部件的光可以转化为电力。

William G. Adams还发表了一篇关于硒电池的论文,“皇家社会的”甲烯型“中的光明作用”,A25,113。

1883年,美国发明家的Charles Fritts建立了许多人认为是第一个真正的光伏电池。他从Selenium晶片开发的太阳能电池,其转换率低于1-2%,但代表了太阳能技术的开始,我们今天所知。

1887年,Heinrich Hertz注意到光电效果,并发表了他的纸质“紫外光对放电时的影响。”他注意到当紫外线击中负端子时,在接收电路时产生的火花增加。

* 威廉格莱尔斯亚当斯伦敦国王学院的自然哲学教授是约翰·沙发亚当斯的兄弟,被发现海王星的天文学家。



2008年5月16日星期五

欧洲太阳日

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欧洲太阳日
第一个欧洲太阳日将于2008年5月16日和17日庆祝,超过4000个活动,并将达到欧洲全部欧洲公民。

2002年首次在奥地利庆祝“Tag der Sonne”,德国,瑞士和荷兰的想法已经采用。在德国的情况下,整个星期都致力于竞选活动。这个美妙的想法现在是第一次扩展到更多国家:法国,​​比利时,葡萄牙,西班牙,意大利,斯洛文尼亚和挪威。 2009年,其他国家预计将加入该倡议,并计划在未来在欧洲前进的活动。

欧洲太阳日将在欧洲汇集来自太阳能热和太阳能光伏电力领域的主要参与者,并有助于促进可再生能源的使用。

ESD的目标是提高意识,促进太阳能,太阳能热和太阳能光伏,在决策者和公众中的可能性。

有关欧洲太阳日的综合信息可供选择:www.solardays.eu.



2008年5月15日星期四

光伏电池

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太阳能电池
图片:Doe / Eere

光伏电池(PVS)(也称为“太阳能电池”)通过转换从太阳直接进入电力而没有中间机械装置或热过程的光。术语光伏通过组合希腊词来源的光伏来源,“phos”,用这个词“Voltaic”。术语“伏特”是一项名为Alessandro Volta(1745-1827)的电力,是电力研究的先驱。光伏字面意味着电力。

PV技术的基本构建单元是光伏电池(PV电池)。 PV电池由半导体材料制成,通常是硅,其化学处理。当灯击中电池时,在将电力流动的层内产生电力领域。这种“光伏效应”导致直流(DC)电力,这是电池产生的相同类型的电流。

为了在大多数房屋中使用这种能量,使用逆变器来将直流电力变为AC。一旦产生电力,它可以在您的房屋中电动电源或存储在电池中以供以后使用。光的强度越大,层跨越层的流量越大,所以产生的电力越多。但这种系统无需直接阳光下工作。

单个PV电池电池电连接以形成PV模块,其是PV系统的构建块。根据应用,太阳能模块通常连接在一起以形成阵列。单个光伏电池–平均每侧约4英寸–通常将15%的可用太阳辐射转换为约1或2瓦的电力。较大的模块或模块阵列用于为网格产生电源。



2008年5月9日星期五

被动太阳能设计

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以下是一些视频剪辑,展示了如何使用无源太阳能设计来实现太阳光和热的最大限度:











2008年5月7日星期三

主动太阳能加热

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太阳能供暖室
一个房子的图表,综合的太阳能家庭热水和空间加热系统(“Combisystem”)(www.estif.org)

有源太阳能更复杂,需要机械设备捕获,存储和将太阳能电力转换为其他有用的能量。

主动太阳能加热比被动系统产生更多的热量。主动太阳能加热强烈依赖于三个部件:太阳能收集器吸收太阳能,太阳能储存系统和传热系统,将热量分散到您家中的适当位置。液体加热系统使用液体来收集太阳能收集器中的能量;而空气的加热系统通过空气吸收能量。

有源太阳能技术用于将太阳能转化为可用的热量,并导致空气运动进行通风或冷却。



2008年5月5日星期一

被动太阳能空间加热

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痛风太阳能空间加热
图片:Westerntwashingtonsolar.com
空间加热意味着加热建筑物内的空间。被动太阳能空间加热依靠结合吸收热量的建筑功能,然后释放慢慢释放以保持房屋内的温度。这些建筑功能,称为热质量,可包括大窗户,砖墙和石地板。被动太阳能加热技术通常落入三类之一:直接增益,间接增益和隔离增益。

直接收益是太阳辐射,直接通过家庭的窗户,并陷入生活空间。直接收益采用经典无源太阳能设计策略 - 阳光直接进入空间,并被丰富的热质量材料吸收。

间接收益使用一些热储存材料(例如,长滤墙或热储存墙)收集,存储和分配太阳辐射。传导,辐射或对流然后在室内传输能量。阳光被墙壁吸收,白天缓慢加热。然后,随着夜间逐渐冷却,它在间接地进入空间中相对长的时间释放其存储的热量。

孤立的增益(例如,SUNSPACE)在可以选择性地关闭或打开其余建筑物的区域中收集太阳辐射。这种热量可以以各种方式分配到起居区域。 SUNSPACE具有与直接增益系统相同的特点 - 广泛的朝南玻璃窗和热质量,应良好的构造,具有低渗透和高绝缘水平。

在被动太阳能空间加热的情况下,整个房屋作为太阳能收集器(被动太阳能家园)。无源太阳能家庭旨在让尽可能多的阳光。它就像一个很大的太阳能收集者。

有时对于有效利用被动的太阳能,还必须有一种用于加热空气的装置,以在整个家中循环。通常,只要门在整个房屋左侧打开时,空气的自然循环就足够了,但是有时粉丝也融入设计中以促进这一点。

被动太阳能加热功能可以减少近50%的加热票据,它需要对外部设备的几乎没有或没有投资。建立被动太阳能家园甚至可以花费与常规家庭建造相同,特别是如果您正在使用熟悉被动太阳能加热系统进程的建筑商。



2008年5月2日星期五

太阳能加热系统

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太阳能加热可用于在房屋和建筑物中加热空间或加热水。太阳能加热系统有两种基本类型:被动太阳能加热和有源太阳能加热。

适当使用窗户以及建筑设计称为被动太阳能加热。建筑物可以设计成在冬季保持阳光充分利用阳光,同时保持夏季散热。面向窗户的大窗户,建筑材料吸收和保留热量(如石头和砖块),高效的气流是利用被动太阳能的家庭的设计特征之一。

有源太阳能加热系统使用泵和风扇等机械设备,以增加系统中的可用热量。热量主要用于在家庭,商业建筑和工业设施中加热水。根据使用的能量转移流体,可以进一步将主动太阳能加热进一步被移植到基于液体和基于空气的系统中。



2008年5月1日星期四

被动太阳能,有源太阳能和光伏

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有三种不同的方法来利用太阳的能量:被动太阳能,使用建筑设计和天然材料来吸收太阳的能量;活跃的太阳能通过太阳能集热器利用太阳的热量;并且通过使用光伏系统可以利用太阳能的第三种方式。

无源太阳能是捕获和储存太阳的能量 - 光线和热量 - 不使用任何机械装置。由于太阳辐射撞击了窗户,墙壁,地板和房间内的其他物体,它被转换为热量。被动太阳能系统的一个很好的例子是温室。

有源太阳能使用设备收集,存储和循环从太阳能产生的热量。有源太阳能技术通过使用特定的能量转移液将阳光转化为热量。这通常是水或空气,但也可以是各种其他物质。

光伏系统使用诸如硅的半导体材料直接将阳光转换为电力。来自PVS的电能可以存储在电池中,以便在没有太阳(阴天或夜间)时使用。