什么是太阳能瓦?

由:回声Surina

加州圣地亚哥一所房屋上的太阳能瓦绿色生活图片
桑迪而/盖蒂图片社

你可能在房屋或办公楼的屋顶上见过太阳能电池板,但你见过上面的太阳能瓦吗?如果你有,很可能你不知道。

太阳能瓦是一种集成光伏(PV)建筑产品,这意味着它们直接从阳光中发电。它们是由特殊的材料制成的,这些材料在阳光下会自然地经历电子过程。

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从远处看,它们就像普通的屋顶瓦片。但近距离观察,它们的作用显然不止于此。太阳能瓦用于商业和住宅建筑的屋顶上发电,有些型号可以将电力转化为热能。

太阳能瓦的材料与普通太阳能电池板相同,包括电线、一种保护屋顶不受室外因素影响的光敏防水产品,以及可以在阳光下产生电流的材料。

事实上,太阳能瓦和太阳能板的运作方式是一样的,而且总体上非常相似。它们之间的主要区别在于成本。太阳能电池板有一个功能:发电。但太阳能瓦有双重用途——它们既能发电,又能充当瓦,从长远来看,这使得它们更便宜。

如果您对太阳能瓦的工作原理感到好奇,请翻到下一页了解其有趣的技术方面。

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太阳能板101

太阳能瓦有一种特殊的特性,可以让它们从阳光中发电。让我们来分析一下这背后的科学过程。

光子是不带电荷的电磁辐射单位;它的质子(带正电的亚原子粒子)和电子(带负电的亚原子粒子)是相等的,所以它不带电。这里的光子是一个阳光粒子。阳光照射在涂有特殊表面的太阳能瓦上,这种特殊表面可以自然地从光粒子中剥离一个电子。自由电子穿过电路到达存储其他电子的区域。然后收集这些电子来产生电流。这就是所有太阳能发电的工作原理,无论是太阳能瓦,太阳能电池板还是其他东西。像这样的光伏(PV)设备可以用来为从计算器到摩天大楼的任何东西供电。

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从理论上讲,太阳能瓦可以产生100%的建筑物用电量,但这取决于许多因素:建筑物的需求,该结构在特定地理位置获得的阳光量,建筑物当前的公用事业费率以及向南天空开放的屋顶上是否有足够的空间。

太阳能瓦几乎可以在任何地方工作(甚至在天气灰暗的地方),因为它们可以在阴天甚至雨天利用散射的阳光。事实上,使用光伏设备最多的国家是德国,美国太阳能协会(ase)表示,美国所有50个州的阳光都比德国好。

但是如果你住在一个全年阳光充足的地方呢?你的太阳能瓦会产生太多的电力吗?是的,这是好消息。当这种情况发生时,你多余的能量被送到电网,你通常会从电力公司收到一张支票,或者在你下一次的水电费账单上收到一张信用卡。不同的司法管辖区在处理过剩能源的方式上有所不同,所以请向你的电力公司咨询一下,看看这个过程在你所在地区是如何运作的。

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安装太阳能瓦

太阳能瓦的大小与典型的屋顶瓦差不多,而太阳能电池板是扁平的,刚性的面板,通常有几平方英尺。正是由于这种尺寸上的差异,太阳能瓦的安装更加劳动密集型——与相同项目所需的面板数量相比,完成一项工作需要更多的太阳能瓦。安装人员单调乏味地一块接一块地安装瓦片,然后把每一块瓦片都装进大楼里。如果你决定买太阳能瓦,一定要聘请一个有信誉的认证组织认证的专业人士,比如北美认证能源从业者委员会、国际电气工人兄弟会或国家或贸易组织。

光伏(PV)装置的成本在每瓦9美元到11美元之间。一个系统的平均价格在1.5万美元到3万美元之间(不计奖励)。价格受您的光伏系统的大小以及您所在位置的阳光和阴影量的影响。

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安装所需的时间各不相同,并受到屋顶空间、安装人员数量和建筑物状态(重新安装屋顶还是新建屋顶)的影响。一旦所有的太阳能瓦片都安装好并在屋顶下连接在一起,安装人员就会申请将你的系统连接到电网的许可证。

不用说,房主不能(或不应该)自己尝试安装。然而,该行业正在发生变化,根据美国太阳能协会(ASES)的说法,从现在起5到10年,房主可能能够安全、轻松地“即插即用”。为了实现这一目标,更复杂的基础设施必须到位,具体来说,智能电表和智能电网目前还不存在。它的工作原理是这样的:房主将他或她的太阳能瓦片插入智能电表中——这种电表带有插入式接口,用于太阳能瓦片等太阳能电力应用。通过这个特殊的仪表,他们可以连接到电网上。

下一页有更多关于屋顶太阳能的信息,以及其他让你的家庭节能的想法。好好享受你省下的钱吧。

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来源

  • 柯林斯,布拉德。美国太阳能学会执行理事。个人面试。2009年4月30日。
  • 汤米·斯坦利。“走向太阳能:理解和利用阳光中的热量。”斯通菲尔德出版社,2004。
  • 美国太阳能协会。http://www.ases.org(2009年4月30日及2009年5月2日)
  • 太阳能工业协会。http://www.seia.org(2009年4月30日及2009年5月2日)

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