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太阳能 电池利用方案源源不绝

文章出处:未知 发表时间:2018-10-09 15:01

    控制太 阳能电池等分散电源、蓄电池、电动汽车、直流供 电系统补充住宅能源的技术悉数到齐。

    组合通 用产品的蓄电池

    在住宅 内有效利用太阳能电池自然不能缺少蓄电池。其作用 是稳定功率波动、储存剩余电力。关于住 宅需要蓄电池的容量也是众说纷纭,但从家庭1天的用电量为十几kWh左右来看,其容量至少需要数kWh。要想导 入如此容量的电池,即使电池价格便宜,至少也 需要数十万日元。

    在此次展会上,为了降 低住宅用蓄电池的价格,使用个 人电脑通用产品的尝试、把电动 汽车蓄电池应用于住宅的创意等比比皆是。

    例如,松下就试制了使用140个笔记 本电脑用圆筒型单元的锂离子充电电池模块(图2)。该模块 可以利用已大量投产的现有笔记本电脑设备,“与使用 车载专用单元相比,成本可以减半”(松下)。

    面向住 宅内直流供电的“直流样板房”用固定 式锂离子充电电池接连展出。松下沿 用的市售圆筒型单元(a)。夏普展 出了其投资的电池风险公司——ELIIYPower的锂离 子充电电池单元(b)。TDK使用了 自主开发的层叠型单元(c)。

    该公司 的充电电池模块由直径18mm×高65mm的“18650”圆筒型单元以20并联×7串联的结构配置。模块电压为25.2V,容量约为1.5kWh。为了提 高单元的安全性,电极极 板表面形成有氧化铝绝缘层“HRL(heatresistancelayer)”。在展会现场,该公司展示了使用6个该电池模块、容量约为9kWh的家用单元。

    另一方面,日产汽 车在演讲中阐述了“V2H(vehicletohome)”重要思路,也就是 将电动车辆蓄电池应用于住宅,从而降低成本。

    该公司 常务执行董事篠原稔认为,终有一天,“住宅将 能够利用太阳能电池产生的电量为电动汽车的蓄电池充电,使用这 些电量实现家庭电力的基本自给自足”。篠原表示,“汽车的 行驶时间最多只占1天的10%左右”。只要在 不行驶的时间将电力分给住宅使用,完全可 以作为住宅用蓄电池。

    利用直 流实现住宅节能

    对于已 经安装了蓄电池的住宅,提高能 效的行动也日趋活跃。代表范 例是为住宅内直流供电的“直流样板房”。由于分 散电源和蓄电池的输出为直流,因此,不转换 交流可以提高效率。

    例如,松下电 工展出了能够同时利用交流布线和直流专用布线的“AC/DC混合布线系统”。该系统 无需为配备逆变器的空调和冰箱等家电逐一进行AC-DC转换,只需把AC-DC转换器 集中到配电盘实施高效转换,即可降低电力损失。

    而且,该公司还展出了面向48V以下低 电压电器的住宅用直流插座模型(图3(a))。为了提高安全性,插头四 周设置了树脂壁。

    除固定 电压外还能支持变频的直流插座也出现在会场。TDK试制了 能够根据连接电器自动改变电压的“通用直流供电插座”(图3(b))。对于24V以下的电器,该插座 可以根据电器的电压进行直流供电。根据插 头的物理形状识别电器的电压,以最佳 电压从插座一侧输出直流电。在插座一侧,数字控制的DC-DC转换器会把24V直流电 转换成适合该电器的电压。

    太阳能电池进入室内

    太阳能 电池的展出也为数众多。其中,各公司 一致展出的并不是设置在住宅屋顶的电池,而是在 住宅内使用的色素增感型太阳能电池(图4)。其着眼 点分别在于提高住宅内低照度环境下的效率,以及提高设计性。 

    例如,罗姆开 发出了室内专用的色素增感型太阳能电池。该电池 着眼于色素增感型太阳能电池比Si太阳能 电池更适合室内低照度环境的特点,可以应 用于挂钟和住宅内传感器网络。

    这种太 阳能电池的色素和电极根据室内的低照度环境进行了优化,在3330lx的荧光灯照射下,光电转换效率高达20.25%。开发使 用了罗姆的集团公司——OKI半导体的技术。今后,罗姆将 逐渐开拓色素增感型太阳能电池的室内用途,并在同 时开展评估用试制品的开发。

    重视设 计性的太阳能电池试制品来自TDK。该公司 试制出了不仅能在电池板上着色,还能够 绘制图案的色素增感型太阳能电池。由于使用了柔性的PEN薄膜,因此,该电池具有重量轻、耐冲击性优良的特点。

    图案的 形成利用的是丝网印刷形成的Ag膏布线。但Ag膏描绘 的图案必须发挥电极的作用。因此,图案需 要由延伸至外围的连线构成。

    为了提高可靠性,TDK改进了Ag膏与电 解液之间的保护层,防止了Ag膏腐蚀。在室温条件下可使用5年左右。单元的 转换效率在实验阶段为7.9%。

 
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