【正文】 AT89 系列單片機(jī)、 Philips 公司推出的 80c580c552 系列高性能單片機(jī)、華邦公司推出的 W78C5 W77C51 系列高速低價(jià) 單片機(jī)、Cygnal 公司推出的 C8051F 系列高速 SOC單片機(jī)等。第二是非 80c51 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)。影響比較大的產(chǎn)品有盛群半導(dǎo)體公司推出的ＨＴ４６ＲＵ２３２Ａ／Ｄ＋ＵＡＲＴ型八位單片機(jī)、 Intel 公司推出的 MCS96 系列 16 位單片機(jī)、 Microchip 公司推出的 PIC 系列 RISC 結(jié)構(gòu)單片機(jī)、 ATMEL 公司推出的 AVR 系列 RISC 結(jié)構(gòu)單片機(jī)等。 5最大功率從跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 電池的轉(zhuǎn)換效率不高并且價(jià)格昂貴是目前光伏系統(tǒng)的主要問(wèn)題，因此當(dāng)前光伏系統(tǒng)研究的主要方向是如何提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，如何充分利用光伏陣列 所產(chǎn)生的電能。隨著光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度的變化，光伏電池的端電壓將發(fā)生變化，使輸出功率也產(chǎn)生很大變化，因此光伏電池是一種非常不穩(wěn)定的電源。系統(tǒng)的效率問(wèn)題成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。最大功率跟蹤技術(shù)即 MPPT 技術(shù)的提出解決了如何能在不同光照和環(huán)境溫度下提高電源的輸出功率的難題。 太陽(yáng)能光伏充電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能電池的輸出由多種因素決定，例如日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度等。太陽(yáng)能電池的輸出曲線隨著環(huán)境情況的不同而改變，相應(yīng)的系統(tǒng)最大功率點(diǎn)也隨著環(huán)境的改變而改變。太陽(yáng)能電池的輸出功率隨著日照強(qiáng)度的增大而 升高。而隨著溫度的升高，太陽(yáng)能電池的輸出功率變小。其特性曲線見(jiàn)下圖： 從上圖可以看出，太陽(yáng)能電池是一種非線性直流電源。在不同環(huán)境溫度和日照強(qiáng)度下的每條特性曲線都存在一個(gè)最大功率點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)著太陽(yáng)能電池的特有的電壓和電流。因此，要想使太陽(yáng)能電池時(shí)刻都工作在最大功率點(diǎn)處，我們需調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池的輸出電壓或電流使其無(wú)限接近最大功率點(diǎn)。 最大功率跟蹤技術(shù)是指控制改變太陽(yáng)能電池陣列的輸出電壓或輸出電流使陣列始終工作在最大功率點(diǎn)上的方法。根據(jù)太陽(yáng)能電池的特性，目前實(shí)現(xiàn)的跟蹤方法主要有以下三種： （１） 恒電壓法，因?yàn)樘?yáng)能電 池在不同光照條件下的最大功率點(diǎn)的電壓相差不大，近似為恒定不變，可以看成電壓為常數(shù)的一條直線。這種方法控制精度差，但是容易實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定性良好、成本較低，通常用于功率較小、日照情況穩(wěn)定的場(chǎng)合。 圖：不同光強(qiáng)下太陽(yáng)能電池板的 PV特性 （２） 爬山法，通過(guò)本次太陽(yáng)能電池板的輸出功率和上次太陽(yáng)能電池板的的比較值來(lái)周期性的不斷的給太陽(yáng)能電池陣列的輸出電壓施加擾動(dòng)，并觀察其功率輸出的改變，然后決定下一次擾動(dòng)的方向。如圖所示：當(dāng) 0??p 時(shí)，需要增大太陽(yáng) 能電池板的工作電壓，使工作點(diǎn)逐漸接近最大功率點(diǎn)；當(dāng) 0??p 時(shí)，說(shuō)明太陽(yáng)能電池板工作在最大功率點(diǎn)附近；當(dāng) 0??p 時(shí)，說(shuō)明太陽(yáng)能電池板工作于下坡階段，此時(shí)需要減小太陽(yáng)能電池板的工作電壓。這種方法的追蹤速度較慢，比較適合于光強(qiáng)變化較小的環(huán)境，但環(huán)境的變化劇烈時(shí)有可能發(fā)生錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)致跟蹤失敗。這種方法的缺點(diǎn)是效率低下且不適合用于環(huán)境變化較小的場(chǎng)合。 （３） 導(dǎo)納微分法又 稱為增量電導(dǎo)法，認(rèn)為太陽(yáng)能電池陣列的最大功率點(diǎn)處，輸出功率對(duì)輸出電壓的一階倒數(shù)等于零。因此在環(huán)境光強(qiáng)發(fā)生改變時(shí)，根據(jù) DVDI 的計(jì)算結(jié)果是否等于 VI? ，即太陽(yáng)能電池在受到一定的擾動(dòng)的情況下，如果輸入電流的的變化量等于輸出電壓的變化量說(shuō)明此時(shí)太陽(yáng)能電池板工作在最大功率點(diǎn)處。該方法相對(duì)于恒壓法和爬山法有高速穩(wěn)定的跟蹤特性且控制精確、跟蹤的速度快，沒(méi)有爬山法中因擾 動(dòng)而產(chǎn)生的在最大功率點(diǎn)附近的功率震蕩現(xiàn)象。該方法適合用在環(huán)境條件變化較大的場(chǎng)合。 上述三種方法各有各的特點(diǎn)，但是都不同時(shí)具有低成本、高穩(wěn)定性、快速追蹤的特性。第一種方法只是粗略估計(jì)了最大功率點(diǎn)的位置，在光強(qiáng)變化到很大或較小時(shí)都會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。后兩種方法本質(zhì)上都是通過(guò)判斷當(dāng)前工作點(diǎn)是否處于最大工作點(diǎn)來(lái)決定是否繼續(xù)調(diào)整及調(diào)整的方向，因此最終的結(jié)果是逆變器始終工作在最大功率點(diǎn)的左右，來(lái)回振蕩，而不是真正的工作在最大功率點(diǎn)處，反應(yīng)在太陽(yáng)電池陣列的輸出上就是，太陽(yáng)電池陣列的輸出電壓或電流總是以一個(gè)直流電平為 中心上下跳躍，波形很不穩(wěn)定，而且在光強(qiáng)變化速度較快時(shí)，不能及時(shí)反應(yīng)。 圖：爬山法示意圖 第二章光伏充電系統(tǒng)及各組成部分的簡(jiǎn)介 光伏充電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池板，蓄電池組，充放電控制器， DC/DC 變換器和負(fù)載等設(shè)備組成。太陽(yáng)能光伏充電系統(tǒng)的基本的工作原理是在太陽(yáng)光的照射下，將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能通過(guò)充放電控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電。 一般光伏系統(tǒng)可分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。 與傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)有一定的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然也存在 一些缺陷。光伏發(fā)電沒(méi)有資源枯竭的危險(xiǎn)且能源的質(zhì)量高。光伏發(fā)電獲取能源的花費(fèi)的時(shí)間短，無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電。光伏發(fā)電安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染，絕對(duì)干凈。光伏發(fā)電不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于偏遠(yuǎn)山區(qū)等地勢(shì)復(fù)雜的地區(qū)來(lái)說(shuō)，光伏發(fā)電比傳統(tǒng)發(fā)電更經(jīng)濟(jì)，可行性更強(qiáng)。因?yàn)檫h(yuǎn)離城鎮(zhèn)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，為了維護(hù)或修理常規(guī)發(fā)電設(shè)備要將材料和人員運(yùn)送到很遠(yuǎn)的地方，其費(fèi)用很高。光伏發(fā)電系統(tǒng)只需要很少的維護(hù)量，因此維護(hù)費(fèi)用比常規(guī)發(fā)電設(shè)備要少得多。而且光伏發(fā)電系統(tǒng)節(jié)省了燃料的費(fèi)用，無(wú)需存儲(chǔ)、運(yùn)輸和耗 費(fèi)燃料，既節(jié)省了資源，又省去了人力物力。光伏發(fā)電系統(tǒng)有較強(qiáng)的可靠性。在惡劣的環(huán)境和氣候條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)很少產(chǎn)生故障，因此光伏發(fā)電經(jīng)常被用于可靠性要求較高的場(chǎng)所，而且并沒(méi)有因?yàn)楦呖煽啃远黾酉到y(tǒng)的費(fèi)用。此外光伏發(fā)電系統(tǒng)還有安全和噪聲污染少等優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電在實(shí)際應(yīng)用中也存在著種種缺點(diǎn)。例如產(chǎn)生的的電能接入電網(wǎng)需要增加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；太陽(yáng)能的分布隨晝夜、天氣情況、四季的變化等不斷變化；設(shè)備占用面積因太陽(yáng)能照射能量分布的密度小而巨大；儲(chǔ)能困難也是光伏發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用的一大障礙。此外，如何提高發(fā)電的效率也是光伏發(fā)電系 統(tǒng)厄待解決的問(wèn)題。 太陽(yáng)能電池板是由若干個(gè)太陽(yáng)能電池單體進(jìn)行串并聯(lián)封裝后形成的太陽(yáng)能電池組件按一定方式組裝在一塊板上的組裝件。一個(gè)太陽(yáng)能電池只能產(chǎn)生大約 電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際應(yīng)用所需的電壓。故為了滿足日常生活中應(yīng)用的需要，無(wú)要把太陽(yáng)能電池連接成組件。一個(gè)組件上，太陽(yáng)能電池的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量是 36 片，故一個(gè)太陽(yáng)能電池組件大約能產(chǎn)生 18V 的電壓，正好能為一個(gè)額定電壓為 12V 的蓄電池進(jìn)行供電。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，起作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或驅(qū)動(dòng) 負(fù)載工作。整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量的好壞由太陽(yáng)能電池板質(zhì)量的好壞直接決定。太陽(yáng)能電池板有晶體硅電池板、非晶體硅電池板和化學(xué)燃料電池板。 12v 系統(tǒng)應(yīng)選用 40 片串聯(lián)組成的太陽(yáng)能電池板，出廠測(cè)試最大功率點(diǎn)電壓 18v 以上。 24v 系統(tǒng)應(yīng)選用兩塊上述的太陽(yáng)能電池板。 ??????有機(jī)太陽(yáng)能電池薄膜太陽(yáng)能電池非晶硅電池板單晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)能電池晶體硅電池板 化學(xué)染料電池板：染料敏化太陽(yáng)能電池。 太陽(yáng)能電池板具有一定的防風(fēng)、防腐、防雨和防雷電等的能力，廣泛的 應(yīng)用于各種系統(tǒng)和領(lǐng)域中。當(dāng)應(yīng)用的系統(tǒng)需要較高的電流和電壓時(shí)，通常把多個(gè)太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)來(lái)提高電流和電壓。太陽(yáng)能電池的理想工作環(huán)境為 25 攝氏度，電池板的功率隨溫度的升高而降低。一般來(lái)說(shuō)，電池板的溫度會(huì)比環(huán)境溫度高，所以要想電池板處于最好狀態(tài)，環(huán)境溫度應(yīng)該在 20 度到 25 度之間。一般溫度不超過(guò) 45 攝氏度都可以正常使用。如果溫度過(guò)高會(huì)影響電池的壽命。 太陽(yáng)能蓄電池的簡(jiǎn)介 太陽(yáng)能蓄電池是“蓄電池”在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用，目前采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電 池、膠體蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池四種。普通蓄電池由于需要經(jīng)常維護(hù)及其環(huán)境污染較大，所以主要始于有維護(hù)能力或抵擋場(chǎng)合使用。堿性鎳鎘蓄電池雖然有較好的低溫、過(guò)充、過(guò)放性能，但由于其價(jià)格較高，僅適用于較為特殊的場(chǎng)合。太陽(yáng)能蓄電池應(yīng)該具有比較好的深循環(huán)能力，良好的過(guò)充過(guò)放性能。應(yīng)該有特殊的工藝設(shè)計(jì)和膠體電解質(zhì)保證蓄電池的壽命。此外，太陽(yáng)能蓄電池應(yīng)該適用于不同的環(huán)境要求，如高溫，高海拔，低溫等不同環(huán)境下都能正常使用。 太陽(yáng)能蓄電池適宜工作在 1520 攝氏度。使用時(shí)，將太陽(yáng)能蓄電池的正極與正極、負(fù)極與負(fù)極連接。這樣太陽(yáng)能 蓄電池的電量就會(huì)增加一倍，而蓄電池兩端的電壓不變。此外，太陽(yáng)能蓄電池的兩級(jí)柱不能短路。 本文采用的是閥控式鉛酸蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池整體采用密封結(jié)構(gòu)，沒(méi)有普通鉛酸蓄電池的氣脹和電解液滲漏等現(xiàn)象，使用安全可靠而且壽命長(zhǎng)，正常運(yùn)行時(shí)無(wú)需對(duì)電解液進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)酸加水，所以又叫做免維護(hù)蓄電池。其正負(fù)極板是由板柵和活性物質(zhì)組成。正極活性物質(zhì)主要成分為二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)主要成分為海綿狀鉛。隔板是由 PVC、 PE 塑料、微孔橡膠或玻璃纖維等制成。隔板的主要作用有防止正負(fù)極板短路、使電解液中正負(fù)離子順利通過(guò)、阻緩正 負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因震動(dòng)而損傷。電解液的作用是參與正負(fù)極板的電化學(xué)反應(yīng)以及傳導(dǎo)電流。蓄電池的殼體是由