太阳能电池作业原理-为住所供电
为住所供电
有了光伏（PV）模块，咱们该怎么运用呢？怎么运用太阳能来为房间供电？虽然它并非像随便在房顶放置一些模块那样简略，但也不是特别杂乱。
首要，并非每个房顶都有适宜的朝向或歪斜视点能够充分运用太阳能。北半球的无轨道光伏体系应指向正南（这是方位）。它们应该以该区域纬度来设定歪斜视点，以便能够整年吸收尽或许多的能量。假如期望在上午或下午以及夏日或冬天取得尽或许多的能量，能够选用不同的方位、倾角。当然，不论在一天或许一年中的什么时刻，模块决不能被邻近的树木或许建筑物挡住。在光伏模块中，即便36块电池中只要一块被挡住了，发电量也会削减一大半。
假如您有一间房子，它的房顶没有遮挡而且朝南，那么您还需求确认自己需求的体系规划。这是一项杂乱的作业，因为发电量取决于气候情况，而气候历来都是不行彻底猜测的，而且您的用电需求也会随时发生变化。这些妨碍很简略铲除。气候数据会供给不同地舆区域每月的均匀日照水平。其间考虑了降雨和多云气候，以及纬度、湿度和其他更纤细的要素。您在设计时应考虑到日照情况最差的月份，这样才干保证全年都有足够的电力供给。有了这个数据，而且清楚自己家里的均匀用电需求（经过用电帐单即可得知每月的用电量），能够用一些简略的办法来确认您需求多少个光伏模块。此外，您还需求确认体系电压，这能够经过决议串联的模块数量来操控。
您或许现已猜到咱们要处理的几个问题了。首要，在没有太阳光照耀时咱们应该怎么做？当然，假如能够挑选的话，必定没有人乐意承受只在白日而且只在晴朗的白日才有电的日子。咱们需求能量存储设备——电池。惋惜的是，电池为光伏体系增加了许多本钱和保护作业。但是在现在，电池仍是一个必需品，因为只要这样才干彻底脱节气候的影响。绕开这个问题的一个办法是，将房子与电网相连，然后能够在需求电的时分买电，而在发电量超越需求时卖电。这样，电网实际上充当了一个巨大的能量存储体系。当然，这需求征得电网方面的赞同，而且在大多数情况下，它们从您这儿买电的价格将比它们售电的价格低得多。您还需求特别的设备来保证出售给电网的电力与它们的电力同步——即同享相同的正弦波形和频率。安全性也是一个问题。电网需求保证假如在您的住所邻近呈现断电，您的光伏体系不会向线路工人认为现已没有电的线路供电。这称之为阻隔。
假如您决议运用电池，请牢记电池是需求保护的，而且在必定年限之后需求替换。光伏模块应该能够运用20年或许更长的时刻，但电池就没有这么长的寿数了。因为电池中存有能量且包括酸性电解液，光伏体系中的电池或许十分风险，因此您需求为它们供给一个通风杰出的非金属外壳。
虽然常用的电池有好几种类型，但它们都有一个一起的特性，即它们都是深循环电池。与您的轿车电池（浅循环电池）不同，深循环电池能够开释出比存储电能还要多的电能，一起还能坚持较长的寿数。轿车电池在很短的时刻内会开释很大的电流来发动您的轿车，而且在您驾驭时当即充电。光伏电池一般需求经过较长的时段（如整夜时刻）才会开释出较小的电流，并在整个白日进行充电。
最常用的深循环电池是铅酸电池（密封式和开口式）和镍镉电池。镍镉电池虽然价格昂贵，但运用寿数较长，而且能够更彻底地放电而不会对其功能形成危害。即便是深循环铅酸电池，在百分之百放电的情况下也不行防止地会严峻缩短电池寿数。一般来说，光伏体系中铅酸电池的放电率不会超越40%到50%。
别的，运用电池时还需求装置充电操控器。假如能够妥善运用电池，防止过度充电或过度耗费，那么电池的寿数会长得多。这正是充电操控器要做的作业。一旦电池充满电，充电操控器就不再答应电流从光伏模块持续流入电池中。相同，一旦电池电量耗费到必定水平（经过丈量电池电压来操控），许多充电操控器将不答应更多的电流持续从电池流出，直至对电池进行从头充电。充电操控器的运用对延伸电池寿数起到了重要作用。
另一个问题是，由光伏模块发生的电以及从电池中提取（假如您挑选运用电池）的电都是直流电，而电网所供给的电（以及您房间中各种家用电器运用的电）是沟通电。因此您需求一个换流器，这是一种能将直流电转换为沟通电的设备。大多数大型换流器还答应您自动操控体系的作业方式。有些名为沟通模块的光伏模块实际上在每个模块中内置了一个换流器，因此无需运用大型的集中型换流器，并简化了接线问题。
带有电池存储的光伏体系的一般示意图
装备了装置硬件、接线、接线盒、接地设备、过电流保护、直流和沟通断路器以及其他附件之后，您就有了一个自己的体系。装置时有必要恪守电气法规（《美国国家电气法规》（NaTIonal Electrical Code）中有一个针对光伏体系的条款）。强烈建议由在光伏体系方面有经历的持证电工来完结装置作业。装置完结之后，光伏体系简直不需求保护（尤其在不运用电池的情况下），并可在20年或许更长的时刻里供给清洁、安静的电能。
已然光电是这么好的一种免费动力，那么为何全世界没有都靠太阳能来发电呢？有些人对太阳能抱有一种过错的观念。虽然太阳光的确是免费的，但光伏体系发的电并不是免费的。从咱们对家用光伏体系的评论中您能够看到，这个体系需求许多硬件。现在，一个装置好的光伏体系的本钱约为每峰瓦9美元。为了让您对家用发电体系的本钱有一个概念，让咱们来看一看太阳房——一幢坐落北卡罗莱纳州罗亨通的模型住所，北卡罗莱纳州太阳能中心在其间装置了光伏体系，以展现这项发电技能。这是一幢适当小的住所，据估计，它的3.6千瓦光伏体系将满意总电力需求的一半（该体系没有运用电池，而是与电网相连）。虽然如此，以每瓦特9美元的价格来核算，装置这个体系将花费您大约32,000美元。
光伏体系之所以一般用于远离传统电源的偏远区域，原因就在于此。现在，它的确无法与电网竞赛。不过，跟着研究作业的深化，太阳能发电的本钱将会下降。研究人员信任，总有一天，市区的光伏体系的本钱效益会同偏远区域相同。部分问题在于，有必要大规划出产才干尽或许地下降产品本钱。而只要产品价格降到有竞赛力的水平，才会发生对光伏体系的需求。这就陷入了进退维谷的地步。即便如此，需求量和模块功率仍是在不断地进步，产品价格也在不断地下降，全世界也越来越重视传统电源所带来的环境问题，所有这些都为光电技能带来了光亮的远景。
