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影响太阳能广告灯的几个关键因素
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    高速公路广告牌太阳能发电系统,由于受施工条件制约以及用户对成本的考虑,无法在广告牌顶方安装过多的太阳能电池板。为满足投光灯在夜晚照明用电,在进行系统设计时,要尽量充分利用有限的组件,提升发电效果。
1、影响太阳能发电的因素包括系统配置是否合理、组件采光朝向是否正确、组件的倾斜角度是否合理、太阳能系统阴影等。其中太阳能系统阴影包括广告牌周边建筑物的遮挡、树荫、组件重叠互相遮挡、灰尘以及禽鸟粪便等。太阳能阴影对将到系统发电效率影响甚大,并产生热斑效应,缩短组件寿命,损害组件。因此,在安装太阳能电池板时,要充分考虑广告牌所在地理位置纬度、光谱、温度、遮蔽等实际运行条件对太阳能电池输出的影响。
    所谓太阳能热斑效应,是指太阳电池组件在阳光照射下,由于部分组件受到遮挡无法工作,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量,使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分,致使温度过高出现烧坏的暗斑。热斑效应可能导致整个电池组件损坏。
    在实际应用中,为了达到理想的光电转换效率,组件之间的串联或并联,都必须具有相似的特性,不同规格、不同性能、不同厂家的组件不可以混杂使用。
2、太阳能组件的方位角与倾斜角选定是太阳能发电系统设计时最重要的因素之一。所谓方位角一般是指东西南北方向的角度,方位角以正南为0°,由南向东向北为负角度,由南向本向北为下角度。如太阳在下东方向时,方位角为-90°,在正西方时方位角为90°。方位角决定了阳光的入射方向,决定了组件是采光状况。在晴朗的夏天,太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后,因此方阵的方位稍微向西偏一些时,在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节,太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
    倾斜角是地平面(水平面)与太阳能电池组件之间的夹角。倾斜角为0°时表示太阳能电池组件为水平设置,倾斜角为90°时表示太阳能电池组件为垂直设置。最理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大,而冬季和夏季发电量差异尽可能小时的倾斜角。
3、在无大风吹袭以及雨水冲刷的天气下,高速公路旁的广告牌,太阳能电池板表面容易积满厚厚的灰尘,附近树林的鸟类也经常在组件表面停留并排泄,这对组件功率损失影响非常大,发电效率至少减少6%。但是,在实际应用中,人们又无法做到定期擦拭、清洗组件,这个难题一直带来困扰。
4、户外广告牌太阳能阵列是由多个组件用串联及并联方式连接的,串联会由于组件的电流差异造成电流损失,并联会由于组件的电压差异造成电压损失。组合损失可达到8%以上,中国工程建设标准化协会标准规定小于10%。为了减少组合功率损失,建议在采购及安装前严格挑选电流性能一致的组件。
5、太阳能组件的最大输出功率随着太阳辐射强度的增强而增大;随着太阳辐射强度的减弱而减小。
    此外,太阳能组件还和环境温度有关,在组件正常的工作温度范围内,环境温度越低,组件的输出功率越大;环境温度越高,组件的输出功率越小。温度对硅太阳能电池的影响,主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流、峰值功率等参数随温度的变化而变化。
    在炎热的夏天时,太阳能电池组件背表面温度可达到70℃,而此时的太阳能电池工作结温可以达到100℃(额定参数标定均在25℃条件下)。硅太阳能电池工作在高温环境下,开路电压随温度的升高而大幅下降,同时导致充电工作点的严重偏移,易使系统充电不足而损坏;硅太阳能电池的输出功率随温度的升高也大幅下降,致使太阳能电池组件不能充分发挥最大性能。
    因此,根据使用环境的不同,适当增加太阳能电池板的数量,以补偿由温度的升高而引起的电压损失和功率损失,保证系统发电量的正常值。
6、户外广告牌太阳能发电,是独立的太阳能离网系统,必须用到储能装置。常用的铅酸蓄电池,其运行温度对电池容量的影响较大。在低温时电池的容量随温度的升高而提高,然而过高的温度也会对蓄电池产生不利的影响,从而导致蓄电池容量下降,寿命缩短。
    铅酸蓄电池不易长时间工作在低温下,例如在-30℃时放电容量仅达到额定容量的30%,不能发挥蓄电池的最大效能。而温度越高,蓄电池自放电率越高,因此,蓄电池要避免在高温环境下储存。
    铅酸蓄电池的浮充寿命随温度的变化而变化,基本上是每升高10℃,浮充寿命减少约一半。高温对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用,低温会引起负极钝化失效,温度波动会加速铅酸蓄电池内部短路等等,这些都将影响蓄电池寿命。因此,尽量使蓄电池工作在5℃~35℃的环境温度下,在实际应用时,应将蓄电池安置在既通风、又有良好保温性能的箱子里。有些安装人员为了图省事,减少成本,直接将电瓶吊装上去,任其裸露在过道上,这样将严重影响蓄电池的性能及使用寿命。
7、太阳能控制器是保证整个太阳能发电系统平稳运行的重要部件,质量的好坏直接影响充电效果。有些厂家为了节省成本,采用极为简约的控制器,在运行不久的一段时间,就出现无法正常充电,过度深放等现象,其致命的结果是电瓶长期处于亏电状态,整个系统瘫痪,损失巨大。
8、太阳能发电是直流系统,组件与控制器、蓄电池之间的连接距离不能过远,控制器与每面广告牌的投光灯之间连接的电缆线必须要质量好,有足够的直径,绝不允许偷工减料。电缆线的截面积和长度决定电阻的大小,电流决定电压或电能损失的多少,通过的电流越大,电压损失越多,电能损失越大,通过的时间越长,电能损失越多。
    同时,还必须特别注意各个接插件、接线端子是否牢固。

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