太阳能供电系统

太阳能供电系统太阳能供电系统太阳能电池太阳能电源系统太阳能控制器极板连接日常维护太阳能电池简介太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。

太阳能电池简介太阳能电池太阳能组件太阳能方阵太阳能电池简介太阳能电池经过36片、72片或其他数量的的串联，经过封装形成太阳能组件，即平时所说的极板，极板根据太阳能电源系统的需要，进行不同的串、并联，组成太阳能方阵。太阳能组件的参数太阳能组件的参数开路电压Voc:正负极间为开路状态时的输出电压短路电流Isc:正负极间为短路状态时流过的电流峰值电压Vmp：输出功率最大时的工作电压峰值电流Imp：输出功率最大时的工作电流峰值功率Pmax:峰值电压与峰值电流的乘积太阳能组件的参数12V组件的工作特性曲线曲线的左边，太阳能电池的输出电流会随电压的降低而增大，当工作电压从太阳能电池开路22V降到17V时，太阳能板输出电流的增加与电压的降低几乎是一个线性关系，但在17V以后，电流的增量就几乎不再随电压的降低而增大，直至工作电压降到0V，太阳能电池短路时，其短路电流较17V处的电流值也相差不到3%。可见太阳能电池工作电压小于此特定值以后，其输出的电流几乎不变（恒流现象），也即太阳能电池的输出功率表现为：工作电压越低，输出功率越低。太阳能电池的这个特定电压值在曲线上对应的点，就是太阳能电池的峰值工作点，工作在该点太阳能电池有最大的输出功率（峰瓦值），在此点以外，曲线上其他各点对应的功率值都比该点小。太阳能组件的参数由于太阳电池组件的输出功率是随着光强的变化而变化的，所以我们定义组件的输出功率，是在标准光强（1000W/㎡）,25℃时，一个标准大气压的条件下进行的，故太阳电池在上述条件下的输出功率用Wp来表示，而随着光强的变化，组件的输出功率会发生变化的，其中主要是输出电流发生变化较大，而输出电压一般变化不大。所以组件的输出功率取决于组件的输出电流的大小。太阳能组件的参数由于硅电池晶体的温度特性，太阳能电池的最大峰值工作点会随着环境温度的升高而降低、随环境温度的降低而升高。对于12V硅电池表现为每升高1度，最大功率点电压降低0.1V。实际使用中，太阳能电池表面的温度在-45℃~70℃之间，在太阳能电池温度为70℃时，太阳能电池工作电压会降为14V。这也是为什么12V的太阳能电池设计的工作工作电压为18V的原因。显然，太阳能电池在高于25℃时，其输出功率会下降，在低于25℃下的输出功率则会相应提升。太阳能组件的参数标牌上关键参数如下：太阳能电池的额定峰值功率为85WP，对应的峰值电压为18V，对应的峰值电流为4.72A。这几个参数将作为太阳能电源系统的关键设计参数。太阳能电源系统组成离网型太阳能电源系统，一般由太阳电池方阵（包括支架）、太阳能控制器（包括稳压装置和配电单元或与其它电源系统的接口）、蓄电池组几部分组成（如框图所示）太阳能电源系统组成独立太阳能电源系统太阳能电源系统组成太阳能-发电机组互补电源系统太阳能电源系统组成风能控制器太阳能控制器逆变器直流负载交流负载直流配电蓄电池组风光互补供电系统太阳能电源系统组成其中太阳电池组件、控制器是决定整个系统可靠性和使用寿命的关键部分，太阳电池在系统中起着提供能量的作用，而太阳能控制器是对系统起着一种管理和控制的作用（包括对蓄电池的管理和对负载的管理及控制），蓄电池起到储能和滤波的作用。太阳能控制器的分类逐级投入型脉宽调制型变换稳压型太阳能控制器介绍逐级投入型通过检测蓄电池组电位的高低来调控接入蓄电池组的太阳能子阵的个数，从而调整输入到蓄电池组的充电电流，进而调控了蓄电池组的电位。太阳能控制器介绍蓄电池稳压型控制器开关单元阵列蓄电池电位采样负载蓄电池组太阳能方阵太阳能控制器介绍日恒利控制器（逐级投入型）太阳能控制器介绍脉宽调制型通过脉宽调制电路，采用调整脉冲占空比的方式来达到稳定输出的目的，其比逐级投入型的控制器在控制上更为精细。太阳能控制器介绍新能源控制器（脉宽调制型）太阳能控制器介绍变换稳压型采用开关电源的工作方式设计的太阳能电源系统。电源的输入输出被设备内部的脉冲变压器隔离，使得能够在初级接入太阳能电池最大功率跟踪电路（MPPT），能够自动跟踪太阳能方阵的最大工作电压，从而获得最大输出功率。太阳能控制器介绍太阳能电池68-70V内阻太阳能方阵输出电流太阳能方阵输出电压UI65-69VIO控制模块输出电流Ii脉冲变压器控制模块输出电压UO43-56V负载蓄电池MPPT+pwmDC-DC太阳能功率控制模块整流滤波太阳能控制器介绍等效电路图中，太阳能电池与蓄电池和负载分别在两个回路里，这与以蓄电池稳压的太阳能系统不同。太阳能电池与脉冲变压器初级串联成一个回路，由太阳能电池最大功率跟踪电路（MPPT）和PWM电路控制，可任意调节太阳能电池的输入脉冲宽度，使太阳能电池的输出电压（初级线圈的电压）接近太阳能电池最大功率工作点电压（一般48V系统在66V左右）；蓄电池（负载）和脉冲变压器次级串联成另一个回路。脉冲变压器将初级线圈上66V左右的脉冲电压变换为次级43-56V的脉冲电压，经整流滤波后，输送给蓄电池和负载。太阳能控制器介绍新通控制器（变换稳压型）太阳能控制器介绍上海致远控制器（变换稳压型）太阳能控制器介绍由于上述几个厂家的控制器采用了不同的技术，在极板、方阵的配置方面存在了差异，在维护时需要注意极板的接法。极板的连接日恒利、新通、新能源控制器的输入电压为70V左右，对于工作电压为17V的极板需要4块进行串联，对于工作电压为34V的极板需要2块进行串联；日恒利控制器需要将极板分为4个子方阵；新通只需接成1个方阵输入；新能源控制器一般有3个模块并联使用；需要将极板分为相同的3个方阵接入。极板的连接上海致远控制器输入电压为170V左右，需要将工作电压为34V的极板5块串联在一起。极板的连接+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-……17V极板的连接极板的连接+-+-+-+-+-+-……34V极板的连接太阳能极板的方位角在我国，太阳能电池的方位角一般都选择正南方向，以使太阳能电池单位容量的发电量最大。如果受太阳能电池设置场所如屋顶、土坡、山地、建筑物结构及阴影等的限制时，则应考虑调整方位角，以求充分利用现有的地形和有效面积，并尽量避开周围建构筑物或树木等产生的阴影。只要在正南±20°之内，都不会对发电量有太大影响，条件允许的话，应尽可能偏西南20°之内，使太阳能发电量的峰值出现在中午稍过后某时，这样有利冬季多发电。太阳能极板的倾斜角太阳能电池倾斜角纬度为26°-40°时，倾斜角等于纬度加上5°-10°；纬度为41°-55°时，倾斜角等于纬度加上10°-15°新疆34-48°日常维护太阳能供电系统的日常维护主要有两点：1、保证太阳能功率能够进入控制器；2、保证蓄电池处于一个相对良好的充放电环境。日常维护保证太阳能输入极板无遮挡极板无损坏及时清洁接线牢固日常维护一个单电池被完全遮挡时，太阳电池组件输出减少75%左右。当太阳能电池组件或某一部分被鸟粪、树叶、阴影覆盖的时候，被覆盖部分不仅不能发电，还会被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池组件的能量，引起局部发热，这就是热斑效应。这种效应能严重地破坏太阳能电池，严重的可能会使焊点熔化、封装材料破坏，甚至会使整个组件失效。解决热斑效应问题的通常做法，是在组件上并联一个二极管。通常情况下，这个二极管不影响组件正常工作。当组件中的电池被遮挡时，此时二极管导通，从而避免被遮电池过热损坏。日常维护判断极板及连接是否正常测量极板的开路电压测量极板的充电电流测量充电电流在午间2点，阳光非常良好，且电池电压较时，控制器充电电流远远小于正常电流，（例：180W的极板，工作电流约=180W/34V=5A，如果配置了20块极板，极板为两块一串，最大输出电流应该在50A左右，如果此时充电电流只有30A）应考虑有部分并联的组件未能接入系统，此时需要检查检查每个串联组件的充电电流是否相同。+-+-+-+-+-+-……测量极板的开路电压+-+-+-+-+-+-……V通过测量极板的开路电压，