老杨一建通信学堂-通信用太阳能供电系统

2020-06-27 08:02 作者:川杨学堂 0人读过 | 我要投稿

引言：太阳能发电系统是一套将太阳能转化为电能的装置。该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物。因此太阳能供电系统是一种自然、清洁的能源。目前在世界范围内太阳能发电发展非常迅猛，人类为使居住环境不再受污染，太阳能将是今后世界能源的必然选择。

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名称：1L411054

章节：通信用太阳能供电系统

历年真题次数：1次

重要度：★

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历年真题

【2006年真题】太阳能直流供电系统由太阳电池列阵、储能装置、（）和负载组成。

A.发电机组 B.整流器 C.逆变器 D.滤波器

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【正确答案】：B

【老杨解析】19版56页,19版教材对于太阳电池供电系统有更新。太阳电池直流供电系统由直流配电盘、整流设备、蓄电池和太阳电池方阵等组成。在正常情况下，由太阳电池向通信设备供电并向蓄电池浮/均充电。在晚间和阴雨天，由蓄电池向通信设备供电。

通信用太阳能供电系统

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，缩写为PV），简称光伏。

先介绍一下晶硅太阳能电池的原料：硅。硅（英语：silicon）是一种类金属元素，化学符号为Si，原子序数为14，硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。

一、太阳电池的特点

太阳电池是近年来发展起来的新型能源。这种能源没有污染，是一种光电转换的环保型绿色能源，特别适用于阳光充足、日照时间长、缺乏交流电的地方，如我国的西部地区以及部分偏僻地区。太阳电池为无人值守的光缆传输中继站、微波站、移动通信基站提供了可靠的能源。

二、太阳能电源的优缺点

1.太阳能电源的优点：与其他能源系统相比较，太阳能电源具有取之不尽，用之不竭，清洁、静止、安全、可靠、无公害等优点。太阳能电源是利用太阳电池的光一电量子效应，将光能转换成电能的电源系统。它既无转动部分，又无噪声，也无放射性，更不会爆炸，维护简单，不需要经常维护，容易实现自动控制和无人值守。太阳电池安装地点可以自由选择，搬迁方便，而不像其他发电系统，安装地点必须经过选择，而且也不易搬迁。同时，太阳能电源系统与其他电源系统相比，可以随意扩大规模，达到增容目的。

2.太阳能电源的缺点：太阳能电源的能量与日照量有关，因此输出功率将随昼夜、季节而变化。太阳电池输出能量的密度较低，因此，占地面积较大。

三、太阳电池的种类

目前，因材料、工艺等问题，实际生产并应用的只有硅太阳电池、砷化镓太阳电池、硫(碲)化镉太阳电池三种。

(1)单晶硅太阳电池是目前在通信系统应用最广泛的一种硅太阳电池，其效率可达18%，但价格较高。为了降低价格，现已大量采用多晶硅或非晶硅作太阳电池。多晶硅太阳电池效率可达14%，非晶硅太阳电池效率可达6.3%。

(2)砷化镓太阳电池抗辐射能力很强，目前主要用于宇航及通信卫星等空间领域。由于砷化镓太阳电池工作温度较高，可采用聚光照射技术，以获得最大输出功率。

(3)硫化镉太阳电池有两种结构，一种是将硫化镉粉末压制成片状电池，另一种是将硫化镉粉末通过蒸发或喷涂制成薄膜电池，具有可绕性，携带、包装方便，工艺简单，成本低等特点，最高效率可达9%。但是由于其稳定性差，寿命短，同时又会污染环境，所以发展较慢。

四、硅太阳电池的工作原理

硅太阳电池的工作原理是:太阳光照射到晶体硅板上时，光子将能量提供给电子。当光照射到硅板的P-N结上时，就会产生电子-空穴对。由于受内部电场的作用，电子流入N区，P区多出空穴，结果使P区带正电，N区带负电，在P区与N区之间产生电动势，使得太阳能转换成了电能。

太阳电池是一种光电转换器，只能在有一定光强度的条件下，才会产生电。因此，在通信机房只配备太阳电池是不够的，还必须配有储能设备即蓄电池，才能完成供电任务。

五、太阳电池供电系统的组成

太阳电池供电系统的基本结构可分为直流、交流和直流一交流混合供电系统。

1.太阳电池直流供电系统由直流配电盘、整流设备、蓄电池和太阳电池方阵等组成。在正常情况下，由太阳电池向通信设备供电并向蓄电池浮/均充电。在晚间和阴雨天，由蓄电池向通信设备供电。

2.太阳电池交流供电系统由交流配电盘、逆变设备、UPS交流不间断电源、发电机组等组成。当长期阴雨季节，太阳电池和蓄电池容量都不足时，应由发电机组发电通过接在交流配电盘输出端的整流设备向通信设备供直流电并同时向蓄电池浮/均充电。

3.太阳电池的直流和交流供电系统都可以与市电联网供电，组成直流一交流混合供电系统。

老杨给予学习建议

太阳能属于可再生资源，取之不尽，用之不竭。将太阳能转化为热能正是大家熟知的太阳能热水器，将太阳能转化为电能就是光伏！光伏能源的未来和物联网一样，值得我们的期待！当光伏具备足够的经济性时，光伏能源还可承担起修复地球生态的责任。比如可以利用经济的光伏能源进行大规模的海水淡化，并且对淡化后的海水进行提升和输送到沙漠地区，让沙漠变成绿洲，一旦有了植被，就可吸收空气中的二氧化碳，对碳进行固化，减少大气中的二氧化碳含量，修复过去人类发展带给地球的伤害。到那时候，人类对光伏的需求会进一步加大。

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