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太阳能电池

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

太阳能电池

  

要将太阳向外辐射的大量光能转变成电能,就需要采用能量转换装置。

太阳能电池实际上就是一种把光能变成电能的能量转换器,这种电池是利用

“光生伏打效应”原理制成的。光生伏打效应是指当物体受到光照射时,物

体内部就会产生电流或电动势的现象。

单个太阳能电池不能直接作为电源使用。实际应用中都是将几片或几十

片单个的太阳能电池串联或并联起来,组成太阳能电池方阵,便可以获得相

当大的电能。

太阳能电池的效率较低、成本较高,但与其他利用太阳能的方式相比,

它具有可靠性好、使用寿命长、没有转动部件、使用维护方便等优点,所以

能得到较广泛的应用。

太阳能电池最初是应用在空间技术中的,后来才扩大到其他许多领域。

据统计,世界上 90%的人造卫星和宇宙飞船都采用太阳能电池供电。美国已

于近来研究开发出性能优异的太阳能电池,其地面光电转换率为 35.6%,在

宇宙空间为 30.8%。澳大利亚用激光技术制造的太阳能电池,在不聚焦时转

换率达 24.2%,而且成本较低,与柴油发电相近。

在太阳能电池方阵中,通常还装有蓄电池,这是为了保证在夜晚或阴雨

天时能连续供电的一种储能装置。当太阳光照射时,太阳能电池产生的电能

不仅能满足当时的需要,而且还可提供一些电能储存于蓄电池内。

有了太阳能电池,就为人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间提供了方便、

可靠的能源。1953 年,美国贝尔电话公司研制成了世界上第一个硅太阳能电

池。而到 1958 年,美国就发射了第一颗由太阳能供电的“先锋 1”号卫星。

现在,各式各样的卫星和空间飞行器上都安装了布满太阳能电池的铁翅膀,

使它们能在太空里远航高飞。

卫星和飞船上的电子仪器和设备,需要使用大量的电能,但它们对电源

的要求很苛刻:既要重量轻,使用寿命长,能连续不断地工作,又要能承受

各种冲击、碰撞和振动的影响。而太阳能电池完全能满足这些要求,所以成


为空间飞行器较理想的能源。

通常,根据卫星电源的要求将太阳能电池在电池板上整齐地排列起来,

组成太阳能电池方阵。当卫星向着太阳飞行时,电池方阵受阳光照射产生电

能,供应卫星用电,并同时向卫星上的蓄电池充电;当卫星背着太阳飞行时,

蓄电池就放电,使卫星上的仪器保持连续工作。我国在 1958 年就开始了太阳

能电池的研究工作,并于 1971 年将研制的太阳能电池用在我国发射的第三颗

卫星上,这颗卫星在太空中正常运行了八年多。

太阳能电池还能代替燃油用于飞机。世界上第一架完全利用太阳能电池

作动力的飞机“太阳挑战者”号已经试飞成功,共飞行了四个半小时,飞行

高度达 4000 米,飞行速度为每小时 60 千米。在这架飞机的尾翼和水平翼表

面上,装置了 16,000 多个太阳能电池,其最大能量为 2.67 千瓦。它是将太

阳能变成电能,驱动单叶螺旋桨旋转,使飞机在空中飞行的。

以太阳能电池为动力的小汽车,已经在墨西哥试制成功。这种汽车的外

型像一辆三轮摩托车,在车顶上架了一个装有太阳能电池的大篷。在阳光照

射下,太阳能电池供给汽车电能,使汽车以每小时 40 公里的速度向前行驶。

由于这辆汽车每天所获得的电能只能驱动它行驶 40 分钟,所以在技术上还有

待于进一步改进。

1984 年 9 月,我国也试制成功了太阳能汽车“太阳号”,这标志着我国

太阳能电池的研制已经达到国际先进水平。此外,我国还将太阳能电池用于

小型电台的通讯机充电上。当在野外工作无交流电源可用时,就可启用太阳

能电池小电台充电器。这种无电器使用方便,操作简单,因而深受用户欢迎。

太阳能电池在电话中也得到了应用。有的国家在公路旁的每根电线杆的

顶端,安装着一块太阳能电池板,将阳光变成电能,然后向蓄电池充电,以

供应电话机连续用电。蓄电池充一次电后,可使用 26 个小时。现在在约旦的

一些公路上,已安装有近百台这种太阳能电话。当人们遇有紧急事情时,可

随时在公路边打电话联系,使用非常方便。

由于太阳能电话安装简单,成本较低,又能实现无人管理,还能防止雷

击,所以很多国家都相继在山区和边远地带,特别是沙漠和缺少能源的地区,

安装了许多以太阳能电池为电源的电话。

芬兰曾经制成一种用太阳能电池供电的彩色电视机。它是通过安装在房

顶上的太阳能电池供电的,同时还将一部分电能储存在蓄电池里,供电视机

连续工作使用。

太阳能电池很适合作为电视差转机的电源。电视差转机是一种既能接收

来自主台的电视信号,又能将这种信号经过变频、放大再发射出去的电视转

播装置。我国地域辽阔,许多远离电视发射台的边远地区收看不到电视节目,

就需要安装电视差转机。但是,电视差转机一般都建在高山上,架设高压输

电线路供电很困难,投资很高,所以最适合使用太阳能电池供电。电视差转

机使用太阳能电池作电源,既建设快捷、投资节省,而且维护使用方便,还

可以做到无人指导管理。目前,我国许多地方已建成用太阳能电池作电源的

电视差转台,很受人们欢迎。

正是由于太阳能电池具有许多独特的优点,因而其应用十分广泛。从目

前的情况来看,只要是太阳光能照射到的地方都可以使用,特别是一些能源

缺少的孤岛、山区和沙漠地带,可以利用太阳能电池照明、空调、抽水、淡

化海水等,还可以用于灯塔照明、航标灯、铁路信号灯、杀灭害虫的黑光灯、


机场跑道识别灯、手术灯等,真可以说是一种处处可用的方便电源。

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