奇客的太陽能日誌

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...

太陽能板自發自用! 多少發電量才夠使用? 想要架設太陽能發電系統來自發自用，但是因該安裝多少的太陽能板，發電量才夠使用呢？ 答案為視 儲能需求量 來決定！ 一般來說，在架設太陽能發電系統時，會先計算需要的儲能需求量，再以此來推算需安裝的太陽能板的數量。常用的場域可分為: 使用場域：一般照明、儲藏、資材室 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中可知瞬間最大功率為110W、一天用電量為1.52度電。考慮到儲能電池的 能量轉換與損耗 ，因此需要1.9度電的儲能量 ( 8成 電池的電能使用 )。再來計算需要的太陽能板的功率，一般太陽能板的最佳發電為4小時，因此需要的太陽能板最低總功率為475W。 儲能量: 1.52度電(kWh)÷0.8=1.9度電(kWh) 太陽能板總功率: 1.9度電(kWh)÷4小時=475W 簡單來說，以一片200W的太陽能板來說，只需要3片串聯(600W)即可達到。其餘發的電在電池存飽後，會直接被用來給負載使用，等到板子不發電後，才轉換成電池供電。至於逆變器的規格，則是要參考瞬間最大功率，因此需要一台110W以上的逆變器。 可參考:  1.自發自用 & 電廠投資!! 如何計算需要的發電量? (應用篇) 2.交流電的關鍵 "逆變器" !! (應用篇) 使用場域：個人居家、商務使用 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中得知: 儲能量: 4.46度電(kWh)÷0.8=5.575度電(kWh) 太陽能板總功率: 5.575度電(kWh)÷4小時=1395W 瞬間最大功率: 720W 使用場域：住宅型 電器消耗表 (點圖可放大) 從表中得知: 儲能量: 9.68度電(kWh)÷0.8=12.1度電(kWh) 太陽能板總功率: 12.1度電(kWh)÷4小時=3025W 瞬間最大功率: 1590W 如果對自組裝有興趣的 可參考:   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) 延伸閱讀: 太陽能應用篇

挑選高強度太陽能板! 颱風來了不再擔心! 挑選太陽能板時除了要求高功率及保固外 ，還有一個需要考慮的部分，那就是板子的結構強度 ，畢竟太陽能板安裝在戶外 ，是必須經受風吹雨打的，那麼該如何挑選呢?   答案是參考邊框的結構 ! 一般太陽能板的規格書中都會註明板子的負載強度 ，可以先從中得到基本的強度規格 。 規格書中的負載強度 (點圖可放大) 通常看到的正背面荷重都為靜態受力 ，簡單說就是單一方向的負荷 ，承受荷重越大代表強度越高 ，當然不同廠家所製作的板子 ，會有不同的結果 ， 目前基本安裝在戶外使用的法規要求為 2400Pa 。 邊框的結構 規格書中註明的 負載強度都是在一定規範下進行的 ， 不同廠家所製作的板子可能都有相同的規格 ，但不代表彼此的強度是一樣的 ，畢竟只要通過法規的基本要求 ，任何 廠家都能宣告 ，因此這時 邊框的結構 就是很重要的選購關鍵 。 規格書的部分可參考:  新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇) 邊框的結構圖 (點圖可放大) 邊框的結構通常會有兩個方向 ，分別是 X方向 及 Y 方向 ，這通常也代表著力學中的慣性矩方向 。簡單說就是板子會受到這兩個方向的負荷而導致變形 ，因此為了防止永久變形所導致的損壞 ，必須用結構上的設計來克服 。對於使用者而言不需要知道複雜的結構計算 ，只需要知道 X方向及Y 方向的設計值越大 ，結構強度就越高 ，越能抵抗來自外界的荷重 ，從圖中可知:  X、Y 方向都為30的設計值 ，其 結構強度一定高於另一組 ， 而其中 X方向的設計是優先於Y 方向的 。 延伸閱讀: 太陽能進階篇 圖片來源:  1. https://www.longi.com/tw/

功率 = 電壓×電流! 人人都知道的高功率太陽能板!  購買太陽能板時都會問板子的發電功率是多少? 但甚麼是功率? 功率又是從哪裡來的呢?  答案是從太陽能電池來的!! 太陽能電池是太陽能板中最為關鍵的核心，也是主要發電的來源。當太陽能電池照射到太陽光後就會產生電流，而電壓則是源自於太陽能電池本身的物理特性所產生，而功率就是電壓x電流。 太陽能板與電池 (點圖可放大) 可以簡單想像成太陽能電池就是一個照了太陽光後會發電的乾電池，而太陽能板就是有好多個乾電池所組成，因此太陽能板的功率就等於全部的電池所產生的功率相加。 太陽能板功率計算式 (點圖可放大) 到這邊因該可以了解太陽能板的功率是如何產生，而這個功率的大小就是這片太陽能板發電的能力。可以簡單想像太陽能板是一個家電產品，差別在於一般的家電產品是會消耗功率的，而太陽能板則是產生功率的。 更高功率的太陽能板 太陽能電池比一般電池有趣的地方是照光後才會產生電流，那麼電池越大片照光的面積越多 ， 是不是可以產生更多的電流呢? 答案是對的! 越大片的電池產生的電流越大，產生的功率越高，因此就會得到更高發電功率的太陽能板，這也是目前主流的太陽能板會越做越大片的原因。 延伸閱讀: 太陽能入門篇 圖片來源: 1. https://www.narlabs.org.tw/xcscience/cont?xsmsid=0I148638629329404252&sid=0K143524098971028797 2.https://www.suning.com/item/0070226405/12263686838.html

新手入門 !!第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! 對太陽能板有興趣 ，但販售太陽能板的廠商又好多 ，到底要怎麼買才是對的呢？甚麼才是我想要的產品呢？ 答案很簡單!!  只要會看規格書就行! 每家廠商在販售太陽能板時都一定會有專屬於自己的產品規格書或是叫做datasheet ，這個通常都會放在 廠商 自家的網站的下載區裡或是在產品介紹裡可以發現 。那麼裡面的幾個重要的內容 ，以下就來介紹一下 。 電性能參數 太陽能板的外觀 (點圖可放大) 自己要買的產品長甚麼樣子總是要知道一下吧~ 太陽能板的電性能參數 (點圖可放大) 太陽能板的 電性能參數 ，這也是最重要的 ，畢竟買了太陽能板就是要發電 ，如果產生電力的能力很弱不就 得不償失了嗎 ，所以這一定要好好確認啊! 材料使用表 太陽能板的材料使用表 (點圖可放大) 這個太陽能板使用的材料種類 、數量 、等級等 參數 ，這是算 隱藏的重要資訊 ，這可是攸關這個板子本身的品質及能否真的能使用超過10年的指標 。可以參考另一篇:  能用20年的太陽能板! 魔鬼就在細節裡～ 太陽能板的材料！(進階篇)  https://gk-slowlog.blogspot.com/2023/04/blog-post_29.html 基本使用方式 太陽能板的基本使用方式  (點圖可放大) 太陽能板的基本使用方式  (點圖可放大) 再來是如何使用太陽能板的 基本使用方式 ，如果用錯了可是沒有保固的喔 。 保固條件 太陽能板的保固條件  (點圖可放大) 最後就是太陽能板的 保固條件 了 ，基本上分為產品保固和發電保證 ，差別在於一個是保產品本身的瑕疵 ，另一個是發電的能力 。會裝太陽能的很多都會是要售電或是有用電需求的使用者 ，當然要知道自己買的板子能有效的使用時間啦 。以圖為例: 假設原本有405瓦的發電能力 ，用25年後還會剩下多少呢？答案是405×84.8% 。 相關參考: 1. 高功率的關鍵材料！太陽能板用“玻璃” (入門篇) 2.長效發電的關鍵材料！ 太陽能板用“封裝材” (入門篇) 延伸閱讀: 太陽能入門篇 資料來源:https://www.longi.com/tw/

能用20年的太陽能板!  魔鬼就在細節裡～ 太陽能板的材料！ 相信各位在購買太陽能板時一定都是看板子的功率是多少 ，通常廠商也是這樣推薦或是說這片板子的轉換效率有多高 ，但很少人會一併確認使用的材料是甚 麼 ? 難道 說使用的材料也會有影響嗎?  答案是會的!!  好的材料能有效保持高效能的輸出阿!! 目前大宗會購買太陽能板的人多半都是有售電需求，當然也會有自發自用或是DIY組裝的玩家。相信不論是何種需求，各位一定不希望買到了高功率的板子，但使用不了多久就損壞、不發電或是不合用，造成使用上的不便，結果只有一開始高興後面卻有一堆爛攤子要收拾。這邊簡單分享一下目前主流的太陽能板使用的材料，讓日後購買時可以稍微知道買到的東西是否是合自己使用 。 矽晶型太陽能板結構 圖片來源: 雲林縣再生能源 首先先說明太陽能板的基本結構 ，如圖所示 。基本上太陽能板靠太陽能電池吸收太陽光來發電 ，上下各靠著軟性的封裝材料來保護 。 在照射到 太陽光的那一面 ，一般稱為前板(如圖中的玻璃) ，另一面照射不到 太陽光的 為背板 ，再來為貼附在背板上的接線盒 ，四周則使用邊框作保護 、 搬運及安裝 。 太陽能板的材料表 (可點選放大) 表中分享了目前太陽能板中，各結構所使用的材料。主流材料代表著目前買到的太陽能板大都使用這些材料，基本上算相對安全，畢竟都是大家在用的材料嘛! 如果不是很了解這些材料也沒關係，只要把所購買的太陽能板的規格書拿出來對照就好。但如果是要 經營電廠 或是有 售電 需求的，會建議使用推薦的材料，畢竟這是20年的生意，當然是要選好一點。接下來稍微細說一下這些推薦材料的原因，如果覺得太複雜的可以直接跳過，或是直接照表購買也行。 前板可是第一道保護太陽能電池片的關卡，在選用上當然是強化玻璃是最好，這邊要提醒雖然都是強化玻璃，但強化能力是有差的，能做到全強化的只有玻璃厚度2.8mm以上才能做到。封裝材料則是第二道保護，主要是阻擋水氣、絕緣及抗衝擊，由於太陽能電池片很脆弱，因此需要一個軟性的材料來包覆它。 封裝技術 EVA膠膜不錯但很可惜的是本身含有醋酸，長時間使用後會有醋酸跑出來腐蝕太陽能電池片，同時也會造成發黃降低吸收太陽光的能力，說到這想當然就會造成發電能力的大幅下降，但如果使用POE膠膜就不會有這個問題。既然這樣一定會有疑問為甚麼不要都用POE...