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          太陽能電池利用方案源源不絕

          文章出處:未知 發表時間:2018-10-09 15:01

              控制太陽能電池等分散電源、蓄電池、電動汽車、直流供電系統補充住宅能源的技術悉數到齊。

              組合通用產品的蓄電池

              在住宅內有效利用太陽能電池自然不能缺少蓄電池。其作用是穩定功率波動、儲存剩余電力。關于住宅需要蓄電池的容量也是眾說紛紜,但從家庭1天的用電量為十幾kWh左右來看,其容量至少需要數kWh。要想導入如此容量的電池,即使電池價格便宜,至少也需要數十萬日元。

              在此次展會上,為了降低住宅用蓄電池的價格,使用個人電腦通用產品的嘗試、把電動汽車蓄電池應用于住宅的創意等比比皆是。

              例如,松下就試制了使用140個筆記本電腦用圓筒型單元的鋰離子充電電池模塊(圖2)。該模塊可以利用已大量投產的現有筆記本電腦設備,“與使用車載專用單元相比,成本可以減半”(松下)。

              面向住宅內直流供電的“直流樣板房”用固定式鋰離子充電電池接連展出。松下沿用的市售圓筒型單元(a)。夏普展出了其投資的電池風險公司——ELIIYPower的鋰離子充電電池單元(b)。TDK使用了自主開發的層疊型單元(c)。

              該公司的充電電池模塊由直徑18mm×高65mm的“18650”圓筒型單元以20并聯×7串聯的結構配置。模塊電壓為25.2V,容量約為1.5kWh。為了提高單元的安全性,電極極板表面形成有氧化鋁絕緣層“HRL(heatresistancelayer)”。在展會現場,該公司展示了使用6個該電池模塊、容量約為9kWh的家用單元。

              另一方面,日產汽車在演講中闡述了“V2H(vehicletohome)”重要思路,也就是將電動車輛蓄電池應用于住宅,從而降低成本。

              該公司常務執行董事篠原稔認為,終有一天,“住宅將能夠利用太陽能電池產生的電量為電動汽車的蓄電池充電,使用這些電量實現家庭電力的基本自給自足”。篠原表示,“汽車的行駛時間最多只占1天的10%左右”。只要在不行駛的時間將電力分給住宅使用,完全可以作為住宅用蓄電池。

              利用直流實現住宅節能

              對于已經安裝了蓄電池的住宅,提高能效的行動也日趨活躍。代表范例是為住宅內直流供電的“直流樣板房”。由于分散電源和蓄電池的輸出為直流,因此,不轉換交流可以提高效率。

              例如,松下電工展出了能夠同時利用交流布線和直流專用布線的“AC/DC混合布線系統”。該系統無需為配備逆變器的空調和冰箱等家電逐一進行AC-DC轉換,只需把AC-DC轉換器集中到配電盤實施高效轉換,即可降低電力損失。

              而且,該公司還展出了面向48V以下低電壓電器的住宅用直流插座模型(圖3(a))。為了提高安全性,插頭四周設置了樹脂壁。

              除固定電壓外還能支持變頻的直流插座也出現在會場。TDK試制了能夠根據連接電器自動改變電壓的“通用直流供電插座”(圖3(b))。對于24V以下的電器,該插座可以根據電器的電壓進行直流供電。根據插頭的物理形狀識別電器的電壓,以最佳電壓從插座一側輸出直流電。在插座一側,數字控制的DC-DC轉換器會把24V直流電轉換成適合該電器的電壓。

              太陽能電池進入室內

              太陽能電池的展出也為數眾多。其中,各公司一致展出的并不是設置在住宅屋頂的電池,而是在住宅內使用的色素增感型太陽能電池(圖4)。其著眼點分別在于提高住宅內低照度環境下的效率,以及提高設計性。 

              例如,羅姆開發出了室內專用的色素增感型太陽能電池。該電池著眼于色素增感型太陽能電池比Si太陽能電池更適合室內低照度環境的特點,可以應用于掛鐘和住宅內傳感器網絡。

              這種太陽能電池的色素和電極根據室內的低照度環境進行了優化,在3330lx的熒光燈照射下,光電轉換效率高達20.25%。開發使用了羅姆的集團公司——OKI半導體的技術。今后,羅姆將逐漸開拓色素增感型太陽能電池的室內用途,并在同時開展評估用試制品的開發。

              重視設計性的太陽能電池試制品來自TDK。該公司試制出了不僅能在電池板上著色,還能夠繪制圖案的色素增感型太陽能電池。由于使用了柔性的PEN薄膜,因此,該電池具有重量輕、耐沖擊性優良的特點。

              圖案的形成利用的是絲網印刷形成的Ag膏布線。但Ag膏描繪的圖案必須發揮電極的作用。因此,圖案需要由延伸至外圍的連線構成。

              為了提高可靠性,TDK改進了Ag膏與電解液之間的保護層,防止了Ag膏腐蝕。在室溫條件下可使用5年左右。單元的轉換效率在實驗階段為7.9%。

           
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