小型独立太阳能电池系统应用

太阳能作为最容易得到的清洁能源，一直对我们生活的方方面面有着直接或者间接的影响。目前太阳能的二次利用比如光伏发电已被广泛地应用到了我们的日常生活中。目前已经有很多太阳能航标灯、铁路信号灯、电围栏电源、黑灯电源、广播电视通信设备电源、光伏抽水灌溉系统等等。

一、航标灯

航标灯是河流、湖泊、运河、水库等航道的导航设施，主要作用是反映符合航运需要的航道条件，指出经济安全的航道方向和界限，以引导船舶安全迅速地航行。太阳电池航标灯有如下优点：

1.使用可靠，维修简单。可经受住多次八级、九级甚至更大的强风的考验。

2.灯光亮度稳定，射程得到了保证。减轻了航标工人的劳动强度；使航标管理水平提高，灯光正常率提高。应用太阳电池作为航标灯的电源，在国内已经很普遍，使用效果良好，稳定可靠。

二、铁路信号灯

铁路信号灯是保证安全正点运行的不可缺少的重要设备之一。特铁路信号灯的硅太阳电池电源，工作可靠，性能稳定，使用良好，比较满意地解决了无可靠交流电源的车站铁路信号灯的供电问题。

铁路信号灯对确保铁路运输的安全正点和逐渐实现铁路运输的现代化具有很大的意义，它的主要优点是：提高和稳定了信号的显示距离，有利于行车安全。在地形和气候条件都很恶劣的环境下，采用硅太阳电池灯后，供电电压稳定，灯光可靠性强，连续性好，避免了灭灯现象，并且提高显示距离一倍左右。以硅太阳电池作电源，几乎无需什么维护工作，劳动强度大大减轻。太阳电池铁路信号灯系统，由如下部分组成：

1.硅太阳电池方阵；

2.蓄电池；

3.电源控制器；

4.信号灯具；

5.输电线路；

6.硅太阳电池方阵托盘，支架及跟踪装置。

三、电围栏电源

为了发现畜牧业，防止草原退化，用科学地划区轮牧制，代替落后的游牧方式。所谓划区轮牧制就是将大片的草场划分为若干个区，以一定数量的蓄群和相等的时间，按区轮流放牧。这样，放牧强度不致过大，因而有利于草场的更新复壮。

要“轮牧”就要“划区”，并要用围栏将各轮牧区围起来，围栏内设有饮水点，蓄群在栏内平时不用人管，只在转栏时才由牧民将蓄群赶到计划中的另一个围栏里去。我国大多数牧区处于边远地带，人烟稀少，远离电网，无交流电源可利用，因此是推广应用太阳电池的广阔天地。采用太阳电池可为农牧业的小型设备解决电源供应问题。

电围栏通过一个高压脉冲发生器把普通电源的电流变成高压主脉冲电流然后送到围栏的铁丝上，当牲畜角触及围栏上的铁丝时，就会受到高压电流的电击，迅速避开。这样受击多次后牲畜就建立起了条件反射，以后就不敢再触碰围栏上的铁丝了。

四、黑光灯电源

黑虫是农林业生产的大敌，消灭害虫，保护农作物和森林，是搞好农林业生产的重要措施之一。防治害虫的主要方法有生物防治、物理防治、化学防治三大类。

应用黑光灯防治害虫属于物理防治法，它主要优点有：能消灭大量的有效虫源，诱捕的害虫种类多，数量大，雌虫多，抱卵率高；可减少农药用量，减轻污染，有利于保护天敌；可节省农药费的开支，减少人工，降低成本；对益虫和天敌伤害极少，与生物防治无矛盾。

太阳能黑光灯电源由如下五个部分组成：

1.太阳电池；2.蓄电池；3.直流变换器；4.黑光灯管；5.支架及集虫器。

五、广播、电视、通信设备电源

在偏僻的山区、分散的海岛、辽阔的草原应用广播、电视、通信设备是非常重要和必需的，对于发展工农业生产、改善人民生活、巩固国防、加强民族团结有很大意义。而这些地区，一般均无交流电源可以利用。因此，这些设备的电源保障，就成了突出的关键问题。

如果大量普及光伏太阳能电池进行发电，并配合相应的储能蓄电池将白天多余的电量储存起来供夜晚使用。这样就有效地解决了这些地区的用电问题，也能解决没有广播、电视、网络等问题。不仅可以提高当地群众的生活质量，也可以有效地巩固我们的国防事业。

六、光伏抽水灌溉系统

我国西藏大部分地区、新疆南部、青海和内蒙古西部干旱少雨，河流稀少，地表水缺乏，地下水深埋10米以下，但储量较丰富，且这些地区的太阳能资源丰富，灌溉季节正是太阳峰值期，所以对利用太阳能进行提水灌溉非常有利。

光伏抽水系统主要包括三部分：太阳电池，水泵，蓄水和分水系统。

光伏抽水灌溉系统一般可用于需水量较大的场合。可分散设置或靠近用水地点设置，灌溉设备的参数选择取决于具体地点的太阳辐射、气温、水泵出力，机械技术方面的外界条件等。

七、太阳电池在阴极保护中的应用

一般埋于地下的天然气或其他管道在土壤特性类似于电解液的环境中长期浸泡就会产生腐蚀，严重影响其安全性和使用寿命，特别是长距离传输时。由于管道长，维修和检查都比较困难。

为了防止或减缓管道的腐蚀，在铺设管道的时候，就可以隔一定距离，安装一个小型太阳能电池板作为直流电源，它与辅助阳极一起以牺牲阳极的方法来保护阴极的金属管道。所以，对一个几十公里或者更长的金属管道进行分段保护，用太阳能阵列提供直流电源是最有效和最经济的方法。

各种条件下使用的金属，一般会受两类腐蚀，即化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属与介质接触发生作用引起的，它的特点是作用进行中没有电流产生；

电化学腐蚀是另一类极其广泛的腐蚀，它是由金属表面与电解质溶液（例如水和土壤）接触时，金属表面上电位不尽相同，有的地方电位高，另一些地方电位低，结果形成腐蚀原电池。因此电化学腐蚀过程可看成由以下三个环节组成：

1.阴极金属溶解变成离子进入溶液中，即Me→Me++e-（阳极过程）。

2.电子通过金属从阳极流到阴极。

3.在阴极，流过来的电子被溶液中能吸收电子的物质（D）所接受，即，e-+D→[D、e-]（阴极过程）。

以上三个环节互相联系，缺一不可的。如果其中一个环节停止进行。则整个腐蚀过程也就停止了。电化学腐蚀有电流产生，因此可以通过外加电流法来保护金属管道不受腐蚀。

它将直流电源的负极连接到被保护的金属管道上，使被保护的金属整个表面均匀为阴极，将正极连到难溶的材料如石墨、高硅铁、碳性铁气体、铅银合金、镀铂的钛等构成的辅助阳极上。

当施加的驱动电压高于金属所需的最少的保护电位时，该管道处于电流保护范围内。对于边远的地区，太阳电池作直流电源既经济又便利。