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十二月 1, 2021

太陽能系統的工作原理

初學者指南,學習有關太陽能系統和電力的基礎知識。
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博客 - 太陽能系統的工作原理

太陽能可以追溯到7世紀的B.C,當時放大鏡被用來製造火ⁱ。今天,從美國到義大利再到日本,您都可以在世界各地找到太陽能。隨著產量的增加,太陽能價格多年來一直在不斷下降。公司和個人已經採用太陽能來獲得經濟和積極的環境效益。  

美國太陽能發電能力已增長到估計的97.2吉瓦(GW),足以為相當於1800萬普通美國家庭提供電力²。這種太陽能生產抵消了超過1.22億公噸的二氧化碳排放量,相當於種植了20億棵樹³。從全球數據來看,截至2019年底,我們的總產量為627千兆瓦(GW),約為1.16億美國平均房屋和129億棵樹木。

隨著越來越多的研究和太陽能公司發佈產品,使太陽能更加高效和具有成本效益,太陽能行業並不止於此。你應該加入太陽運動嗎?太陽能是如何工作的?我們在這裡解釋太陽能的基礎知識,電力類型以及太陽能系統的工作原理。

什麼是太陽能?

太陽能從太陽開始。太陽發出的光稱為太陽輻射或電磁輻射,由太陽能技術捕獲。這些太陽能技術將捕獲的輻射轉化為有用的能量形式。

有兩種類型的太陽能技術:光伏(PV)和聚光光熱發電(CSP)。光伏發電通過直接從太陽能電池板內的電池轉換陽光來發電,通常用於家庭,商業建築和公用事業規模的產品。聚光光熱發電通常用於工業應用。由於商業和住宅太陽能以光伏為主,我們將專注於光伏系統。  

電力基礎知識

在我們深入研究太陽能光伏系統的工作原理之前,我們必須涵蓋能源基礎知識。電流有兩種形式:直流電(DC)和交流電(AC)。直流電是一種僅沿一個方向流動的電流,用於帶有電池的電子設備,如筆記型電腦和手機。交流電是一種週期性地反轉方向並改變幅度的電流。這允許電流傳播得更遠。我們使用交流電為家庭和建築物供電。現在我們瞭解了基礎知識,讓我們進入太陽能光伏系統的工作原理。

太陽能光伏系統如何工作?

我們都在房屋屋頂上看到過太陽能電池板,但是電力是如何產生的呢?  

未安裝電池的功率流
  1. 第一步從陽光照射到太陽能電池板或光伏電池板上開始。
  1. 太陽能電池板內的太陽能電池吸收能量併產生直流電(DC)。
  1. 連接到太陽能電池板的佈線和電路收集直流電,並將其通過逆變器轉換為交流電(AC)。
  1. 然後,交流電被傳遞到您家現有的保險絲盒,能量分佈在整個家庭中,為您的所有設備供電。
  1. (選擇)此外,任何不用於為房屋供電的電力通常都可以發送到電網(由公用事業公司運營)或為備用電力充電。

太陽能光伏系統的整個過程非常簡單,可以歸結為四個步驟。太陽能電池板採用將太陽光線轉化為能量的技術,太陽能光伏系統的許多元件處理其餘部分。在下一篇博客中瞭解有關每個元件的更多資訊。

重要的是要注意,使用太陽能並不意味著你被公用事業公司蒙在鼓裡(沒有雙關語)。您仍然可以從電網獲得一部分電力,以補充夜間或雨天的能源消耗,此時太陽能電池沒有發電所需的陽光。因此,您可以愉快地使用電力,因為您知道您正在節省資金並對環境產生積極影響。  

你打算加入太陽運動嗎?成為2023年美國估計有400萬戶太陽能安裝家庭的一部分 - 這是新的大事。

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引用

1 https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf  

2 https://www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states

3 https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Through%20Q2%202020%2C%20the%20U.S.,tons%20of%20carbon%20dioxide%20emissions.

4 https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/  

5 https://pv-magazine-usa.com/2020/09/04/which-us-cities-have-the-highest-proportion-of-solar-powered-homes/  

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