太阳能电池系统应用介绍

1、太阳能电池系统应用介绍对于系统的分类，我们按其规模可以分为大中小三类， 其中大型是指独立光伏电站；中型是指 应 用系统；小型是指 比户用系统规模还要小的类型如太阳能路灯等。 这里主要介 绍一些小型的应用系统，其他应用系统只做简短介绍。一、 航标灯，无人灯塔的电源 航标灯是河流、湖泊、运河、水库等航道的导航设施，主要 作用是：反映符合航运需要的航道条件，指出经济安全的航 道方向和界限，以引导船舶安全迅速地航行。 我国土地辽阔，江河湖泊星罗棋布，航运的自然条件十分优 越。解放前，我国只有河段设有标志，航标灯也多使用煤油 灯、乙炔灯等。 解放后， 党和国家十分重视航运事业的发展， 加强了航标灯的建设

2、工作。使我国的航运事业不断发展，航 道通航能力不断提高。航行条件迅速改善，保障了运输的畅 通和航行的安全。航标灯按能源供给的方式的不同，可分为：（1）气体灯：用气体为燃料而发光的灯具，所用气体有乙 炔、丙烷等。（2）煤油灯：以煤油为燃料的灯具。（3）电气灯：是利用电力为能源发光的灯。目前所用电源 有蓄电池、干电池、交流电、浮标水力发电以及硅太阳电池等几种。我国解放前采用的是煤油灯，后来改用乙炔、丙烷灯，也试 用过锌空气电池灯。但由于使用条件的特殊，这些方法都存 在着不同的缺陷，效果不理想，如用煤油，航标工人要每天 早上吹灯，晚上再点灯，每天还要擦透镜，而用乙炔要和易 燃、易爆气体打交道，且灯光

3、不亮，发光不稳定。而应用太 阳电池作为航标灯源，技术上可行，经济上合算，得到了较 广泛的应用。应用太阳电池作为航标灯的电源，国外已很普遍，如日本海上保安厅于 1959 年 11 月正式启用了山口县周防筏濑航标 灯，我国于 1973 年首次在天津港进行灯浮标以硅太阳电池 供电的试验。到 1976 年国庆节前，天津港当时所有的 13 具 浮标灯已采用硅太阳电池作为电源。应用的太阳电池板为14.7W,匹配功率为9瓦0.3秒明，2.7秒灭的闪光灯，配用100 安时的镉镍蓄电池。 使用效果良好， 稳定可靠。截至 1981 年底，全国航标灯应用硅太阳电池电源的总功率已达5000瓦左右，主要用于天津、上海、

4、广州、长江等航道局，安装 在南到北纬 9 的西沙群岛，北到北纬 34 的大钦岛这样漫长 的海岸线上。从几年的使用情况中可以看出太阳电池航标灯有如下优点： 年 2 月到 12 月将太阳电池板安装在灯柱上使用， 没有进 行过补给，并经受住了多次八级、九级以至更大的强风 的考验。（2）灯光亮度稳定，射程得到了保证。与硅太阳电池配 套的镉镍蓄电池放电平稳，而以前用的锌空电池灯，在 刚换新电池时，电压很高，不久电压就大幅度下降，使 灯光亮度不稳，灯光射程得不到保证。（4）减轻了航标工人的劳动强度。（5）使航标管理水平提高，灯光正常率提高，为我国远海 孤岛地区的航标灯找到了一种较理想的新电源。（6）综合计

5、算，要比乙炔、丙烷、锌空干电池灯节省费用。 锌空干电池灯每年需电池费约 500 元左右。 丙烷灯每座航标 灯每年进行检查补给要多用 3 个台班的船， 按中型船年平均 计算，共需 1200 元左右。而一套太阳电池电源虽一次投资 稍大，约需 1500 元左右，但若使用 10 年每年平均开支才 150 元左右。二、在铁路信号上的应用铁路是国民经济的大动脉， 铁路信号灯是保证安全正点运行 的不可缺少的重要设备之一。我国铁路现有车站 5000余个，其中无交流电源或无可靠的 交流电源的车站有 1500余个。这些车站的灯光信号、设备 或是点油灯，或是以空气电池，干电池供电，技术性能差， 工作不稳定，油及电池

6、消耗量大，劳动强度高，异常陈旧落 后，为了改变这种落后的状态，使没有可靠交流电源的车站的信号设备获得较理想的电源，1975年2月广州铁路局首次 在广州铁路局娄底电务段普奄堂车站的一架预告信号机上 试用以硅太阳电池电源为铁路局信号供电。之后，铁道部于 1979年6月在青藏铁路的克土车站安装了我国最大的一座 硅太阳电池电源，在电气集中信号设备上试用。它的峰值功 率为720瓦。与此同时，铁道部还在分布于华南、西北、华 北、东北地区的广州、柳州、兰州、西安、呼和浩特、齐齐 哈尔、哈尔滨等铁路局选择了一些车站的信号机进行扩大实验，截至1981年底，全国已有15个铁路局在100余个车站安装了硅太阳电池铁路

7、信号灯电源， 总功率达 5000 余瓦（见 下图）图 铁路信号灯太阳电池电源硅太阳电池铁路信号灯系统，由如下部分组成： （ 1）硅太阳 电池方阵（ 2）蓄电池（ 3）电源控制器（ 4）信号灯具（ 5） 输电线路（ 6）硅太阳电池方阵托盘，支架及跟踪装置。实践证明，这些铁路信号灯的硅太阳电池电源，工作可靠， 性能稳定，使用良好，比较满意的解决了无可靠交流电源的 车站铁路信号灯的供电问题。 对确保铁路运输的安全正点和 逐渐实现铁路运输的现代化具有很大的意义， 它的主要优点 是：（ 1） 提高和稳定了信号的显示距离，有利于行车安全。这 些应用太阳电池电源的车站一般来说， 地形和气象条件都很 恶劣，哈

8、尔滨铁路局的高岭子车站。地处高山峰顶，上下行 都是在斜度为 1.3%的大坡上， 气候恶劣， 温差很大， 每逢冬 季大风雪之夜，由于油灯显示距离近，看不清，甚至被风吹 灭，每年平均要造成 3 次机外停车和 50 次引导进站。出站 信号也由于显示距离近。不但两端搬道员相对方向看不见， 连机车乘务员也要运行到站中心才能看清出发信号， 经常造 成列车晚点，严重影响行车安全。采用干电池的车站，干电 池用到最后，供电电压降低，灯光暗淡，而且还可能出现灯 光突然不亮影响行车的现象，采用硅太阳电池电源后，供电 电压稳定，灯光可靠性强，连续性好，消灭了灭灯现象，并 且提高显示距离一倍左右。（2）减轻了搬道员的劳

9、动强度。过去，在夜间用油灯显示 信号的车站，搬道员要白天从信号机柱上取回灯擦洗加油， 晚上再挂回点亮，有些信号灯距离又较远（有些距站中心i2Km，每逢大风雪和暴风雨之夜， 要顶着风雨，冒着严寒， 不仅劳动强度大，且已有人身伤亡之事故发生。而用干电池 供电的电站，电池更换频繁，并且需经常检测，不但维护工 作量不少，且稍有疏忽，就可能出错，影响行车。现在以硅 太阳电池作电源，几乎无需什么维护工作，劳动强度大大减 轻。（3）管理方便，使用寿命长，节省了经常的消耗。例如高岭子车站的8个信号灯，过去每年要耗煤油 600斤，豆油260 斤，折合人民币400余元，现在可全部省掉，五年可省下的 这笔费用，大体上与购买太阳电池和镉镍蓄电池的费用相当，而用干电池供电的车站，通常一个月要更换一组点灯用 干电池，两个月更换一供臂板电动机动作的电池，换用太阳 电池后，电池的消耗量减少了。对位于青藏铁路西宁至格尔 木间的克土车站的铁路信号系统， 过去用电全部领依靠柴油 机发电，要消耗大量柴油，特别是由于这 里海拔高，空气稀 薄，使柴油机功率下降 30%以上 ，并且使用维修的工作量相 当大，现在以硅太阳电池作电源，操作简单，不耗柴油，而 且几乎不需任何维修十分方便经济， （见下图） 图 13.2 克土车站太阳电池铁路信号设备电源（4）减少了列车通过时的撂闸