1. 太阳能发电基础知识

介绍

知道如何将能量和功率联系在一起是一个非常重要的概念，但对电有更深入的了解也很重要。本节将介绍电的组成以及不同的应用形式。

电流、电压和瓦特

电流、电压和瓦特都与电有关。电流以安培为单位测量。您可以将电流想象成电子的数量。测量电压和伏特。您可以将电压想象为推动这些电子的压力。更多的电子或更多的推动电子的压力意味着更多的能量，就像更大的质量或更快的物体速度意味着更多的能量一样。

就像您需要质量和速度来计算物体的功率或能量一样，电流和电压也是如此。仅仅拥有一个是不够的。瓦数是电气系统中功率的量度，由安培 x 伏特组成。瓦时是电气系统中能量的量度，由安培 x 伏特 x 时间组成。

交流电和直流电

默认情况下，电将沿一个方向传播，称为直流电或 DC。在直流电路中，电子从电源通过导体沿一个方向连续流动到负载并返回电源。最初，电力通过这些方式传播。问题是，直流电是不可持续的，因为由于电压水平低，很难在没有功率损失的情况下在大的差异上传输电力。

最终发现了交流电或 AC。交流发电机使电子首先沿一个方向流动，然后再沿另一个方向流动。事实上，交流发电机每秒多次反转其端子极性，每次反转都会导致电流改变方向。交流电可以产生更高的电压水平，具体取决于您的使用方式。这为公用事业公司提供了优势，可以通过有时使用超过一百万伏特来将电力传输数百英里而几乎没有损失，因为电压比电流更容易传播。最终，当电源返回您的房屋时，它会输出到 100-120VAC，有时甚至是 200-240VAC。因此，大多数家用电器都是交流电，当您阅读规格表时，您会看到这些范围内的电压。

现在您已经了解了一般差异，了解直流电 (DC) 和交流电 (AC) 中功率的差异非常重要。忽略任何一个的效率损失，两者的功率应该保持相对恒定。例如，我们可以拿一台 200W 的电视，用直流（12V）或交流（110V）来衡量。就直流电而言，电视会产生 200W/12V u003d 16.6 安培。就交流电而言，电视将产生 200W/110V u003d 1.8 安培。尽管放大器和电压值不同，但总功率相同，因此能耗率（不包括效率损失）将是相同的。

2. 什么是太阳能组件？

介绍

基本意义上的太阳能电池板通过将可用的阳光转化为可用的电力来工作。我们定义这种功率的方式是瓦特。瓦特由安培和伏特组成。不同的面板具有不同的安培和伏特额定值，在查看系统时了解这些数字的含义很有帮助。您可以将安培想象成电子的数量，将电压想象成推动这些电子的压力。

等式：瓦特 u003d 伏特 x 安培

成分

太阳能电池板由不同的组件组成，如下图所示。并非所有面板的特定位置都有这些特定组件，但通常我们的面板都有。

太阳能电池： 在太阳能电池板的前面可以看到太阳能电池。它们的颜色和外观因细胞类型而异。电池的类型通常定义了它是什么类型的面板，例如单晶、多晶、非晶等。

框架： 大多数 Higon Solar 面板都有铝制框架，但根据面板类型的不同，框架类型可能会有所不同。

接线盒： 接线盒一般位于面板背面。它包含旁路二极管，以帮助减少由于阴影造成的功率损耗。它还用作面板电线的连接和支架。

光伏电缆： 我们的 Higon 太阳能电池板配有标准的 PV 线，具有防风雨和绝缘功能（只要没有裸露的铜缆）。

MC4 连接器： PV 线的末端是一个 MC4 连接器。此 MC4 连接器是光伏行业的标准连接器，具有防风雨功能，可用作我们其他 MC4 电缆（例如适配器套件）的连接点。

单晶与多晶

单晶太阳能电池板的效率略高于多晶太阳能电池板，因为每种太阳能电池板都采用不同的制造技术。单晶电池由单个晶锭组成，而多晶电池由包含多个晶体结构的生长组成。这两种类型的电池都是由硅锭制成的，但对单晶硅的纯度要求更高。因此，单晶面板效率更高，因此也更昂贵。通过使用单电池，单晶硅基允许电子更大的自由移动，因此能量损失更少，效率更高。大多数单晶电池的峰值效率为 22%，而大多数多晶电池的峰值效率为 18%。单晶电池呈深蓝色，几乎呈黑色，多晶电池呈蓝色。

太阳高峰时段和辐照度

重要的是使用高峰时段和系统的瓦数来计算系统一天产生多少瓦时。您可以将高峰日照时间视为平均值，因为白天的日照时间是不够的。之所以如此，是因为早晨和傍晚的太阳光产生的辐射不如正午的太阳光多。为了计算每个州的高峰时间，根据高点和低点以及其他因素（例如混入大气中的物质）对辐射进行平均。

从收集到的数据可以看出 米以下在模型中，辐照度水平或 W/m2 全天都在变化。面板输出与给定时间的 W/m2 直接相关。大多数太阳能电池板的额定功率为 1000 W/m2。如果辐照度水平比方说 500 W/m2，就像图中早上 8 点，那么您应该期望一半的输出 (50%)。由于这个事实，您所在州的太阳高峰时间不是太阳出来的时间，而是低点和高点的平均值，因此它可以成为计算能源产生的可靠数字。

3. 能源与动力

介绍

在调整系统大小时或计算面板产生多少时，要了解的最重要的概念之一是能量和功率。您将能够在下面找到有关每个的描述以及一些示例。

力量

功率被定义为做功的速率。它实质上告诉您可以多快地产生能量。功率有不同的形式，但在处理电力或太阳能时，您会将功率定义为瓦特。如前所述，瓦特 u003d 伏特 x 安培。将面板的电压乘以安培数将为您提供瓦数。对于设备也是如此。您还可以根据您每小时在一份工作中赚多少钱来考虑权力，即。 8 美元/小时。

活力

能量是做功的能力。它实质上告诉您可以完成多少工作。能量可以有不同的形式，但在处理电力或太阳能时，您会将能量定义为瓦特小时。瓦时 u003d 瓦 x 小时。将一个电器的瓦数乘以它的运行时间，就会得到它的能量值。将面板的瓦数乘以峰值太阳时数将得出其能量值。您还可以根据薪水来考虑能源，如果您每小时赚 8 美元并工作 5 小时，则您有 8 美元 x 5 小时 u003d 40 美元。

面板中的能量

对于太阳能电池板，产生的能量取决于您所在位置获得的阳光量。不同国家/地区的日照时间会有所不同，但重要的是要了解您所在州的高峰日照时间是多少。例如，让我们看看德国与泰国的 500W 面板。使用德国的 4 个高峰小时的低值和泰国的 6 个高峰小时的低值，我们可以计算面板产生的能量或瓦时。对于德国 500 瓦 x 4 小时 u003d 2000 瓦时。对于泰国，500 瓦 x 6 小时 u003d 3000 瓦时。如您所见，州的位置确实对能源生产有影响，在本例中为 1000 瓦时。

电器能源

对于电器，产生的能量取决于电器的瓦数以及运行时间。拥有瓦数非常重要，而不仅仅是电压或安培数，因为它们不是完整的功率值。对于电器，您可以将电压乘以安培数。例如，220V 的 6 安培冰箱将为 6 安培 x 220 伏特 u003d 1320 瓦特。

让我们以两个 35 瓦的风扇为例。一个我们将运行 2 小时，另一个运行 5 小时。第一个风扇消耗 35 瓦 x 2 小时 u003d 70 瓦时，第二个风扇消耗 35 瓦 x 5 小时 u003d 175 瓦时。如您所见，给定相同的风扇，第二个风扇运行时间更长，因此消耗更多能量。

电池中的能量

我们也可以将能量与电池联系起来。我们经常被告知客户有 12V 或 6V 电池。如您之前所见，这不是一种完整的能量形式，因此仅拥有此信息不足以确定您的电池可以存储多少能量。我们需要找到瓦时值。幸运的是，大多数电池都是用一个叫做安培小时的术语来评定的。虽然这里面有几个小时，但它仍然不是能量。要获得瓦特小时，我们必须将安培小时乘以伏特。

安培小时 x 伏特 u003d 瓦特小时

例如，假设我们有两块电池，一块 6V 和一块 12V。 6V 电池的额定电流为 100 安培小时，12V 电池的额定电流为 75 AH。第一节电池的能量为6Vx100Amp-小时 u003d 600 瓦时。第二块电池的能量为 12V x 75 AH u003d 900 安培小时。正如您所看到的，即使第一块电池的安培小时数更高，它也没有更多的能量或存储空间。

4. 串联、并联和串并联

在系统中连接太阳能电池板时，它们的连接方式对于从电池板发送用于充电和能源目的的电压或安培数起着重要作用。将太阳能电池板相互连接的三种主要方式是串联、并联和串并联。

串联

串联面板时，将一个面板的正极线连接到下一个面板的负极线，依此类推。每个面板的电压值加在一起，安培数不加起来，无论串联多少块太阳能电池板都保持不变。

并行连接离子

并联面板时，将一个面板的正极或负极线连接到下一个面板的正极或负极线，依此类推。在并联连接中，您可以在面板之间连接具有相同符号的电线。您可能还需要分支连接器来完成太阳能电池板电线的并联连接。并联电池板时，无论并联多少块电池板，电压值都不会相加并保持不变，并且每个电池板的安培数都加在一起。

串并联

当以串并联方式连接面板时，面板串联在一起以形成面板串。之后，串联连接的面板串相互并联连接。这导致将每个面板的电压相加，并在连接的面板串中保持相同的面板安培数值，但在并联连接每个串后也会将每个面板串的安培数相加。来自串的安培值的次数将被添加将取决于并联连接的面板串的数量。