太陽能專業篇

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電池充不飽? 電充不進去? 太陽能板與電池電壓的搭配!! (應用篇)

電池充不飽? 電充不進去? 太陽能板與電池電壓的搭配!! 明明安裝了太陽能板，也可以正常發電，為甚麼電就是無法充進蓄電池裡? 到底是電池壞了還是板子壞了呢? 答案是未考慮太陽能板電壓與蓄電池充電電壓的匹配! 儲能的電池組不論是自發自用或是離網型系統，都是會使用儲能的電池組。當使用太陽能板對電池充電時，需要明確知道使用的電池種類與充電規格，如過使用不正確的太陽能板電壓對電池充電，會導致無法充電或是一直處於充電狀態。可參考: 如何設計自發自用太陽能發電系統? (進階篇) 萬元以內! 打造自發自用太陽能供電系統! 斷電不再害怕! (應用篇) 自發自用的好選擇! 離網型太陽能發電系統! (應用篇) 電池電壓種類電池的電壓種類電池擁有五個重要的電壓規格，分別為工作電壓: 指的就是平常聽到的電池本身的電壓，如12V或24V。放電截止電壓: 當使用電池時，由於電池一直在放電、電壓會降低，這時電池可放到的最低電壓。如果超過這個電壓，也可能電池將無法再充電恢復，也就是所謂的過放。放電恢復電壓: 當電池充電時，需要恢復到一定的電壓之後才會正常供工作，如果沒有達到這個直的話，是不會恢復為工作狀態。充電截止電壓 (充電電壓): 電池的充電電壓及上限。當對電池充電時，太陽能板的電壓是需要高於充電截止電壓，這樣才可以充電，簡單說可想像成高水位的水會往低水位的水流動，此時會一直充到平衡為止，也就是所謂的充飽。浮充電壓: 為電池在充飽後保持的電壓。由於電池本身會自我放電，因此通過補償電壓的自我放電來維持本身的電量。在電池充電的過程中，電壓保持恆定，或是在特定的充電階段保持電壓來維持。因此充飽的電池電壓通常會維持在浮充電壓與充電截止電壓之間。電池充電規格因此當使用太陽能板充電時，需先確定板子的電壓是否有高於欲使用的電池充電電壓，再藉由太陽能控制器內部的設定，自動會將板子的電壓降低為電池的充電電壓；但如未高於此電壓，可能會導致電池無法進行充電。簡單說就像110V的插座可以拿來充手機，但無法使用220V的冷氣一樣。至於一直處於充電狀態，其原因為使用錯匹配的電池電壓，導致電池處於可以充電但一直無法到達電池本身的充電截止電壓，或是太陽能板的輸出不穩定，導致電壓不足，如遮陰。相關參考: 電池的挑選! 鉛酸 VS. 磷酸鋰鐵! (應用篇) 便宜又好用的PWM...

長效發電的關鍵材料！太陽能板用“封裝材” 要讓太陽能電池片可以完美的存在於太陽能板中，同時還要確保能長期運行使用的關鍵是 ? 答案是太陽能板專用的封裝材! 封裝材為一種保護太陽能電池片，同時使前板的玻璃和太陽能板的背板接合在一起，使電池片不受外界環境影響的關鍵材料，通常存在於電池片的上下方。主要特性: 柔韌兼彈性、高透光性、抗衝擊性、耐低溫性及必須對金屬、玻璃及高分子材料有良好的接著性。太陽能板專用封裝材 (點圖可放大) 一般封裝材在常溫下無黏性，在經過真空層壓封裝過程中，經過一定條件的熱壓反應後，開始熔融黏合及交聯固化，屬於熱固化型的膠膜，固化後具有透明性及彈性。早期使用於太陽能板的封裝材有很多種類，但經過長期使用的考驗，現行的材料大都為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA) 或聚烯烴彈性體(poly- olefin elastomer, POE ) 。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA) EVA是以乙烯基為主鏈的材料，通常會加入乙酸(或稱醋酸)來進一步提升透光性，除了兼具上述封裝材的特性外，價格適中、使用簡單為目前普遍使用於太陽能板中的封裝材料。缺點為太陽能板在外界的紫外線、濕度及熱量等的作用下，EVA組成中的醋酸被釋放出來，並且由於醋酸的產生會使電池片受到腐蝕而劣化，同時EVA本身也會分解、黃化而導致太陽能板的輸出功率下降。因此挑選品質較好的EVA及太陽能板製造商就很重要。 EVA的劣化反應 (點圖可放大) EVA劣化後的現象 (點圖可放大) 聚烯烴彈性體( POE ) POE是以烯烴類材料為主結構，並加入三元乙丙橡膠(或稱EPDM) ，除了兼具上述封裝材的特性外，還包含了許多優點，如高體積電阻率、低水氣穿透率、超低溫使用性、優異的戶外耐久性，因此具有優良的電氣絕緣性、不易分解黃化、無電池片腐蝕效應、無PID效應及戶外耐久性高等特點。缺點為價格較高、製造工藝不易。近幾年開始，戶外安全使用及長效發電為大家所關注的議題，但因EVA及POE的缺點，許多材料商開始推出一種新材料 EPE ，就是將EVA/POE/EVA進行共擠生產，得到了一個介於EVA及POE優點之間的材料，目前也已有不少太陽能...

高功率的關鍵材料！太陽能板用“玻璃” 太陽能板除了由太陽能電池片供應電力外，還需由其它關鍵材料所組合，那麼這些材料是否就不重要呢? 不注意這些材料會有問題嗎? 答案是會的! 這些材料除了會影響發電外，還會影響使用性! 太陽能板五大關鍵材料分別為前板玻璃、封裝材料、太陽能背板、接線盒及邊框所組合，如圖所示。太陽能板結構 (點圖可放大) 圖片來源: 雲林縣再生能源前板玻璃玻璃是第一道保護太陽能電池片的關卡，能否持續不斷的發電，玻璃的強度是否足夠就很重要。除了抗衝擊的保護功用外，也兼具提升發電效能的關鍵，因此透光性就需要考慮。目前使用在太陽能板的玻璃為低鐵的鈉玻璃，因為低鐵含量才能提高透光性，使玻璃的透光性達到91% 。強化玻璃的種類 (點圖可放大) 物理強化玻璃一般的太陽能板所使用的玻璃都為物理強化或稱鋼化玻璃，主要是利用玻璃受熱冷卻後來達到內部應力的分布來強化。特點: 一般玻璃的3~5倍強度、強化程度越高，破碎後顆粒越細小，不易傷害人體、耐熱溫度可達200~250度。缺點: 能做到全強化的厚度為 2.8mm 以上，因此重量較高。一般的太陽能板使用的玻璃厚度為 3.2mm ，而1.4~2.8mm為半物理強化或半鋼化，至於0.2~1.4mm無法依靠物理強化來達到，這個厚度都是依靠化學強化。化學強化玻璃主要是利用元素離子交換的方式來增加玻璃抵抗外界的能力。特點: 與依靠內外應力平衡的物理強化玻璃不同，化學強化後的玻璃是可以進行切割、鑽孔等加工。強化能力在物理強化玻璃之上、強化厚度不受限制，因此能做到重量輕、強度高的玻璃。缺點: 價格昂貴，約在物理強化玻璃的5倍之上因為安裝場域的重量限制，目前國際上的輕量化太陽能板都是以化學強化玻璃為主，其重量可減輕到一般太陽能板的一半以上。其它會使用到化學強化玻璃的地方，如螢幕面板、手機的玻璃貼膜等，最有名的就是日本旭硝子 (AGC)所製作的。摩氏硬度對照表 (點圖可放大) 抗反射層 (AR coating, ARC) 為了更進一步提升玻璃的透光性，太陽能板的玻璃表面會再加上一層抗光反射層，讓太陽光進入的量更高，從外觀上會發現未加上抗反射層的玻璃會比較光亮及反光。特點: 加上了抗反射層的...

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