太陽(yáng)能供電系統(tǒng)

太陽(yáng)能供電系統(tǒng)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電源系統(tǒng)太陽(yáng)能控制器極板連接日常維護(hù)太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。

太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能組件太陽(yáng)能方陣太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)36片、72片或其他數(shù)量的的串聯(lián)，經(jīng)過(guò)封裝形成太陽(yáng)能組件，即平時(shí)所說(shuō)的極板，極板根據(jù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的需要，進(jìn)行不同的串、并聯(lián)，組成太陽(yáng)能方陣。太陽(yáng)能組件的參數(shù)太陽(yáng)能組件的參數(shù)開(kāi)路電壓Voc:正負(fù)極間為開(kāi)路狀態(tài)時(shí)的輸出電壓短路電流Isc:正負(fù)極間為短路狀態(tài)時(shí)流過(guò)的電流峰值電壓Vmp：輸出功率最大時(shí)的工作電壓峰值電流Imp：輸出功率最大時(shí)的工作電流峰值功率Pmax:峰值電壓與峰值電流的乘積太陽(yáng)能組件的參數(shù)12V組件的工作特性曲線曲線的左邊，太陽(yáng)能電池的輸出電流會(huì)隨電壓的降低而增大，當(dāng)工作電壓從太陽(yáng)能電池開(kāi)路22V降到17V時(shí)，太陽(yáng)能板輸出電流的增加與電壓的降低幾乎是一個(gè)線性關(guān)系，但在17V以后，電流的增量就幾乎不再隨電壓的降低而增大，直至工作電壓降到0V，太陽(yáng)能電池短路時(shí)，其短路電流較17V處的電流值也相差不到3%?？梢?jiàn)太陽(yáng)能電池工作電壓小于此特定值以后，其輸出的電流幾乎不變（恒流現(xiàn)象），也即太陽(yáng)能電池的輸出功率表現(xiàn)為：工作電壓越低，輸出功率越低。太陽(yáng)能電池的這個(gè)特定電壓值在曲線上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，就是太陽(yáng)能電池的峰值工作點(diǎn)，工作在該點(diǎn)太陽(yáng)能電池有最大的輸出功率（峰瓦值），在此點(diǎn)以外，曲線上其他各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率值都比該點(diǎn)小。太陽(yáng)能組件的參數(shù)由于太陽(yáng)電池組件的輸出功率是隨著光強(qiáng)的變化而變化的，所以我們定義組件的輸出功率，是在標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)（1000W/㎡）,25℃時(shí)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下進(jìn)行的，故太陽(yáng)電池在上述條件下的輸出功率用Wp來(lái)表示，而隨著光強(qiáng)的變化，組件的輸出功率會(huì)發(fā)生變化的，其中主要是輸出電流發(fā)生變化較大，而輸出電壓一般變化不大。所以組件的輸出功率取決于組件的輸出電流的大小。太陽(yáng)能組件的參數(shù)由于硅電池晶體的溫度特性，太陽(yáng)能電池的最大峰值工作點(diǎn)會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而降低、隨環(huán)境溫度的降低而升高。對(duì)于12V硅電池表現(xiàn)為每升高1度，最大功率點(diǎn)電壓降低0.1V。實(shí)際使用中，太陽(yáng)能電池表面的溫度在-45℃~70℃之間，在太陽(yáng)能電池溫度為70℃時(shí)，太陽(yáng)能電池工作電壓會(huì)降為14V。這也是為什么12V的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)的工作工作電壓為18V的原因。顯然，太陽(yáng)能電池在高于25℃時(shí)，其輸出功率會(huì)下降，在低于25℃下的輸出功率則會(huì)相應(yīng)提升。太陽(yáng)能組件的參數(shù)標(biāo)牌上關(guān)鍵參數(shù)如下：太陽(yáng)能電池的額定峰值功率為85WP，對(duì)應(yīng)的峰值電壓為18V，對(duì)應(yīng)的峰值電流為4.72A。這幾個(gè)參數(shù)將作為太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。太陽(yáng)能電源系統(tǒng)組成離網(wǎng)型太陽(yáng)能電源系統(tǒng)，一般由太陽(yáng)電池方陣（包括支架）、太陽(yáng)能控制器（包括穩(wěn)壓裝置和配電單元或與其它電源系統(tǒng)的接口）、蓄電池組幾部分組成（如框圖所示）太陽(yáng)能電源系統(tǒng)組成獨(dú)立太陽(yáng)能電源系統(tǒng)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)組成太陽(yáng)能-發(fā)電機(jī)組互補(bǔ)電源系統(tǒng)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)組成風(fēng)能控制器太陽(yáng)能控制器逆變器直流負(fù)載交流負(fù)載直流配電蓄電池組風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)組成其中太陽(yáng)電池組件、控制器是決定整個(gè)系統(tǒng)可靠性和使用壽命的關(guān)鍵部分，太陽(yáng)電池在系統(tǒng)中起著提供能量的作用，而太陽(yáng)能控制器是對(duì)系統(tǒng)起著一種管理和控制的作用（包括對(duì)蓄電池的管理和對(duì)負(fù)載的管理及控制），蓄電池起到儲(chǔ)能和濾波的作用。太陽(yáng)能控制器的分類逐級(jí)投入型脈寬調(diào)制型變換穩(wěn)壓型太陽(yáng)能控制器介紹逐級(jí)投入型通過(guò)檢測(cè)蓄電池組電位的高低來(lái)調(diào)控接入蓄電池組的太陽(yáng)能子陣的個(gè)數(shù)，從而調(diào)整輸入到蓄電池組的充電電流，進(jìn)而調(diào)控了蓄電池組的電位。太陽(yáng)能控制器介紹蓄電池穩(wěn)壓型控制器開(kāi)關(guān)單元陣列蓄電池電位采樣負(fù)載蓄電池組太陽(yáng)能方陣太陽(yáng)能控制器介紹日恒利控制器（逐級(jí)投入型）太陽(yáng)能控制器介紹脈寬調(diào)制型通過(guò)脈寬調(diào)制電路，采用調(diào)整脈沖占空比的方式來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的，其比逐級(jí)投入型的控制器在控制上更為精細(xì)。太陽(yáng)能控制器介紹新能源控制器（脈寬調(diào)制型）太陽(yáng)能控制器介紹變換穩(wěn)壓型采用開(kāi)關(guān)電源的工作方式設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電源系統(tǒng)。電源的輸入輸出被設(shè)備內(nèi)部的脈沖變壓器隔離，使得能夠在初級(jí)接入太陽(yáng)能電池最大功率跟蹤電路（MPPT），能夠自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能方陣的最大工作電壓，從而獲得最大輸出功率。太陽(yáng)能控制器介紹太陽(yáng)能電池68-70V內(nèi)阻太陽(yáng)能方陣輸出電流太陽(yáng)能方陣輸出電壓UI65-69VIO控制模塊輸出電流Ii脈沖變壓器控制模塊輸出電壓UO43-56V負(fù)載蓄電池MPPT+pwmDC-DC太陽(yáng)能功率控制模塊整流濾波太陽(yáng)能控制器介紹等效電路圖中，太陽(yáng)能電池與蓄電池和負(fù)載分別在兩個(gè)回路里，這與以蓄電池穩(wěn)壓的太陽(yáng)能系統(tǒng)不同。太陽(yáng)能電池與脈沖變壓器初級(jí)串聯(lián)成一個(gè)回路，由太陽(yáng)能電池最大功率跟蹤電路（MPPT）和PWM電路控制，可任意調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池的輸入脈沖寬度，使太陽(yáng)能電池的輸出電壓（初級(jí)線圈的電壓）接近太陽(yáng)能電池最大功率工作點(diǎn)電壓（一般48V系統(tǒng)在66V左右）；蓄電池（負(fù)載）和脈沖變壓器次級(jí)串聯(lián)成另一個(gè)回路。脈沖變壓器將初級(jí)線圈上66V左右的脈沖電壓變換為次級(jí)43-56V的脈沖電壓，經(jīng)整流濾波后，輸送給蓄電池和負(fù)載。太陽(yáng)能控制器介紹新通控制器（變換穩(wěn)壓型）太陽(yáng)能控制器介紹上海致遠(yuǎn)控制器（變換穩(wěn)壓型）太陽(yáng)能控制器介紹由于上述幾個(gè)廠家的控制器采用了不同的技術(shù)，在極板、方陣的配置方面存在了差異，在維護(hù)時(shí)需要注意極板的接法。極板的連接日恒利、新通、新能源控制器的輸入電壓為70V左右，對(duì)于工作電壓為17V的極板需要4塊進(jìn)行串聯(lián)，對(duì)于工作電壓為34V的極板需要2塊進(jìn)行串聯(lián)；日恒利控制器需要將極板分為4個(gè)子方陣；新通只需接成1個(gè)方陣輸入；新能源控制器一般有3個(gè)模塊并聯(lián)使用；需要將極板分為相同的3個(gè)方陣接入。極板的連接上海致遠(yuǎn)控制器輸入電壓為170V左右，需要將工作電壓為34V的極板5塊串聯(lián)在一起。極板的連接+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-……17V極板的連接極板的連接+-+-+-+-+-+-……34V極板的連接太陽(yáng)能極板的方位角在我國(guó)，太陽(yáng)能電池的方位角一般都選擇正南方向，以使太陽(yáng)能電池單位容量的發(fā)電量最大。如果受太陽(yáng)能電池設(shè)置場(chǎng)所如屋頂、土坡、山地、建筑物結(jié)構(gòu)及陰影等的限制時(shí)，則應(yīng)考慮調(diào)整方位角，以求充分利用現(xiàn)有的地形和有效面積，并盡量避開(kāi)周圍建構(gòu)筑物或樹(shù)木等產(chǎn)生的陰影。只要在正南±20°之內(nèi)，都不會(huì)對(duì)發(fā)電量有太大影響，條件允許的話，應(yīng)盡可能偏西南20°之內(nèi)，使太陽(yáng)能發(fā)電量的峰值出現(xiàn)在中午稍過(guò)后某時(shí)，這樣有利冬季多發(fā)電。太陽(yáng)能極板的傾斜角太陽(yáng)能電池傾斜角緯度為26°-40°時(shí)，傾斜角等于緯度加上5°-10°；緯度為41°-55°時(shí)，傾斜角等于緯度加上10°-15°新疆34-48°日常維護(hù)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的日常維護(hù)主要有兩點(diǎn)：1、保證太陽(yáng)能功率能夠進(jìn)入控制器；2、保證蓄電池處于一個(gè)相對(duì)良好的充放電環(huán)境。日常維護(hù)保證太陽(yáng)能輸入極板無(wú)遮擋極板無(wú)損壞及時(shí)清潔接線牢固日常維護(hù)一個(gè)單電池被完全遮擋時(shí)，太陽(yáng)電池組件輸出減少75%左右。當(dāng)太陽(yáng)能電池組件或某一部分被鳥(niǎo)糞、樹(shù)葉、陰影覆蓋的時(shí)候，被覆蓋部分不僅不能發(fā)電，還會(huì)被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)能電池組件的能量，引起局部發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重地破壞太陽(yáng)能電池，嚴(yán)重的可能會(huì)使焊點(diǎn)熔化、封裝材料破壞，甚至?xí)拐麄€(gè)組件失效。解決熱斑效應(yīng)問(wèn)題的通常做法，是在組件上并聯(lián)一個(gè)二極管。通常情況下，這個(gè)二極管不影響組件正常工作。當(dāng)組件中的電池被遮擋時(shí)，此時(shí)二極管導(dǎo)通，從而避免被遮電池過(guò)熱損壞。日常維護(hù)判斷極板及連接是否正常測(cè)量極板的開(kāi)路電壓測(cè)量極板的充電電流測(cè)量充電電流在午間2點(diǎn)，陽(yáng)光非常良好，且電池電壓較時(shí)，控制器充電電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常電流，（例：180W的極板，工作電流約=180W/34V=5A，如果配置了20塊極板，極板為兩塊一串，最大輸出電流應(yīng)該在50A左右，如果此時(shí)充電電流只有30A）應(yīng)考慮有部分并聯(lián)的組件未能接入系統(tǒng)，此時(shí)需要檢查檢查每個(gè)串聯(lián)組件的充電電流是否相同。+-+-+-+-+-+-……測(cè)量極板的開(kāi)路電壓+-+-+-+-+-+-……V通過(guò)測(cè)量極板的開(kāi)路電壓，