太阳能设计的知识 -太阳能光伏系统的设计1． 独立太阳能供电系统 2． 简单的直流系统 3． 直流--交流供电系统 4． 并网系统 5． 混合供电系统（风光、光油等） 也可以不这么分类，我喜欢这么分。 二、光伏系统的构成： 太阳电池组件、充放电控制器、逆变器、计算机监控、蓄电池等。 三、光伏系统的容量设计： 主要包括负载用电量估算，太阳电池数量估算，蓄电池容量计算，最佳安放角度等等。 1． 蓄电池容量的计算 这里要讲下几个概念： 自给天数：我个人理解的就是没有太阳的情况下还能正常工作的天数。一般可可以用当地的最大连续阴雨天数作为自给天数。 最大放电深度：蓄电池允许最大的放电深度，超过这个深度就不能正常工作，一般是个定值。 基本公式：（每天负载用电量*自给天数）/最大放电深度=蓄电池容量 其中和蓄电池容量有关的两个因素：蓄电池放电率和温度，如果考虑这两个因素就要更复杂点。 蓄电池的串联和并联和干电池的是一样的，就不多说了。 2． 光伏组件方阵的设计： 基本公式： 并联数量=日平均负载/组件日输出 串联数量=系统电压/组件电压 如果需要更准确就要修正，通常将太阳电池输出减少10%和将负载增加10% 最佳角度的计算要涉及到和多符号，这些符号不好写出来。 四、光伏系统的硬件设计 基础设施、接地和防雷设计等等。 五、电子电路部分 包括充放电控制器、逆变器、远动技术（遥控，遥信，遥测，遥调）的应用等。 1．控制器 控制器是光伏系统中最主要的，也就是说就小到零点几瓦的庭院灯，大到兆级的系统都要有这个部分，只不过是简单和复杂之分，它们的目的都是一样的。都是为了负载能正常的工，电源能正常的供电，蓄电池能及时充电。这个目的可以用不同的电力电子元件实现，如三级管、继电器、集成运放、GTO、mosfet、单片机等等，下面我就说说几种控制器： ● 简单的太阳能充电电路 之所以列在第一位不单单是因为它结构简单的，还有一点就是它是我第一个接触的太阳能控制器电路，还依稀记得那时我拿着用铅笔画的电路图到家乡唯一的电子元件店里买元件，老板不懂上面的继电器符号，坚持说是我画错了。我也够bt的，跑到家又看了一遍画错没，再去找老板理论。后来开学了，在前进四路我终于把要买的元件买齐，在实验室借了个面包板，调试完又焊接。遗憾的是当时在武汉买不到一块太阳能电池板（现在好象买不到），虽然做了个半成品，但是从此让我的太阳能梦想走出了第一步，多说了几句，言归正传。这是一个给１２v的蓄电池不间断充电的电路。图中D1（５A）是个反充二极管，是光伏系统的必须的装置，作用是防止电流倒流；LM317是给集成块提供５v 的电源的；J1和J2是两个继电器，继电器通常有常开状态和常闭状态；这里把LM393当电压比较器用；RP1和RP2是用做用户设定过充和过放电压的。电压比较和继电器达到不间断充电的目的。 ● 网上的另外一个充电电路 所示太阳能灯电路是一种低损耗电路，使用一只7W四引脚CFL（小型荧光灯）和一块12V、7-Ahr密封免维护电池。逆变器的效率大于85%，静态电流小于2mA。它有一个带电池过放电保护*Gong*能和过充电保护*Gong*能的并联充电控制器。低静态电流、过放电保护*Gong*能和过充电保护*Gong*能三者确保电池使用寿命很长。逆变器的预热*Gong*能可以避免CFL两端变黑，从而延长其使用寿命。这一电路可在农村地区用作一种可靠小巧的便携式光源，在城市用作应急灯系统。并联充电控制器电路包括IC1（低电流2.5V电压基准源LM385）和IC2（LM324比较器）。配有电阻R1~ R8和三极管Q1的IC2A可防止电池过放电。 当电池电压低于10.8V时，该电路切断负载（逆变器和灯管），从而防止电池过放电。在无负载状况下，电池放电后的电压约为12.2V，因此，为防止出现振荡现象，电路提供的过放电复位电压为12.3V。红发光二极管LED1指示低电压状态。配有电阻R9~R14和三极管Q2的IC2B可防止电池过充电。当电池电压超过14.8V时，Q2导通，并使太阳能电池阵列旁流，从而防止电池过充电。当电池电压低于12.5V时，Q2截止，太阳能板电池阵列对电池进行充电。D2为一支反向阻隔二极管。它能防电池在太阳能电池不产生电能时对太阳能电池放电。黄发光二极管LED2指示电池充满电。绿发光二极管LED3与IC2c和电阻R15~ R20一起，提供充电指示。 ● 采用单片机为控制核心的控制器电路 分微处理器电路、稳压电源电路、实时时钟电路、液晶显示电路、充电开关电路、键盘接口电路，由于网上没有电路图，我也没发把图发上来，就说说重要部分的原理吧。单片机有用c５１的也有用９６的，也有用pic的，都是将太阳电池采样测量经A\D转换于单片机通信，显示电路可以人机界面，方便控制，时钟电路可以提供时间输出，可实现对路灯控制。］ 个人认为难点都在MPPT的实现，就是最大*Gong*率点跟踪，可以提高工作效率。
图片如上 |
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