【正文】 是最理想的可再生能源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能 約為 50x1018kJ。 a，比全國其他省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。 ~40176。太陽能在 我國分布廣有利于小規(guī)模分散使用。光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系 薄膜式兩大類。 常用的太陽能電池主要是硅太陽能電池。太陽能電池有兩個區(qū)域：一個正電荷區(qū)，一個負(fù)電荷區(qū)。由于在 PN 結(jié)區(qū)域的正負(fù)電荷被分離，因而可以產(chǎn)生一個外電流場，電流從晶體硅片電池的底端經(jīng)過負(fù)載流至電池的頂端。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光－電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護(hù)和對再生資源的巨大需求，太陽能電池然是各國的首選。 2022年，在太陽能光電產(chǎn)業(yè)鏈中有大量的投資集中到新產(chǎn)能的提升上。并在三到五年后，將太陽能電池系統(tǒng)的價格降至目前的一半左右。 1973 年開始將太陽能電池用于地面。我國光伏發(fā)點產(chǎn)業(yè)于 20 世紀(jì) 70 年代起步， 90 年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時期。由于 95%以上的產(chǎn)能出口，且過于倚重歐洲市場，國內(nèi)太陽能電池企業(yè)近幾個月來連續(xù)受到多個利空因素干擾：歐洲債務(wù)危機(jī)、歐元急跌、歐洲消減太陽能補(bǔ)貼等。一是以“國內(nèi)速度”高速發(fā)展，全球占有率由 2022 年的 1%飆升至 2022 年的 30%，涌現(xiàn)出尚德、英利、天合光能等電池制造商。 2022 年，德國、西班牙、意大利和捷克的新增裝機(jī)容量超過 420 萬千瓦，占全球 60%上。單片機(jī)將 CPU、存儲器、 I/O接口等各種功能部件集成在一塊晶體芯片上，體積現(xiàn)機(jī)電一體化。單片機(jī)的功耗低，許多單機(jī)的工作電壓只有二到四伏，電流幾百微安，適用于便攜式系統(tǒng)。單片機(jī)的這一特性是其得以 廣泛應(yīng)用的重要原因之一。近年來推出的與 80c51 兼容的主要產(chǎn)品有： ATMEL 公司融入 Flash 存儲器技術(shù)推出的 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 單片機(jī)、Cygnal 公司推出的 C8051F 系列高速 SOC單片機(jī)等。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。太陽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。其特性曲線見下圖： 從上圖可以看出，太陽能電池是一種非線性直流電源。根據(jù)太陽能電池的特性，目前實現(xiàn)的跟蹤方法主要有以下三種： （１） 恒電壓法，因為太陽能電 池在不同光照條件下的最大功率點的電壓相差不大，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)境的變化劇烈時有可能發(fā)生錯誤的判斷，導(dǎo)致跟蹤失敗。該方法相對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，沒有爬山法中因擾 動而產(chǎn)生的在最大功率點附近的功率震蕩現(xiàn)象。后兩種方法本質(zhì)上都是通過判斷當(dāng)前工作點是否處于最大工作點來決定是否繼續(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的左右，來回振蕩，而不是真正的工作在最大功率點處，反應(yīng)在太陽電池陣列的輸出上就是，太陽電池陣列的輸出電壓或電流總是以一個直流電平為 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，不能及時反應(yīng)。 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，當(dāng)然也存在 一些缺陷。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。而且光伏發(fā)電系統(tǒng)節(jié)省了燃料的費用，無需存儲、運(yùn)輸和耗 費燃料，既節(jié)省了資源，又省去了人力物力。光伏發(fā)電在實際應(yīng)用中也存在著種種缺點。一個太陽能電池只能產(chǎn)生大約 電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實際應(yīng)用所需的電壓。整個系統(tǒng)質(zhì)量的好壞由太陽能電池板質(zhì)量的好壞直接決定。 ??????有機(jī)太陽能電池薄膜太陽能電池非晶硅電池板單晶硅太陽能電池多晶硅太陽能電池晶體硅電池板 化學(xué)染料電池板：染料敏化太陽能電池。一般來說，電池板的溫度會比環(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。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)能力或抵擋場合使用。此外，太陽能蓄電池應(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。此外，太陽能蓄電池的兩級柱不能短路。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。蓄電池的殼體是由 PP 塑料、橡膠等材料制成，是盛放正、負(fù)極板和電解液等的容器。 ，當(dāng)電解液溫度接近 45C。其放電和溫度性能良好，可在 40~+60C。蓄電池在使用的過程中，禁止虧電存放，如果用完之后再放置幾天充電的話，極板容易出現(xiàn)硫酸鹽 化，從而導(dǎo)致蓄電池容量的減小。? 時容量為 80%。 太陽能蓄電池的成分 太陽能蓄電池的主要成分有陽極板，陰極板，電解液，電池外殼，隔離板還有液口栓、蓋子等。牽引型蓄電池主要用于各種蓄電池車、叉車、特產(chǎn)車等動力電源。 充放電控制器的特點在于智能調(diào)節(jié)太陽能電池板的工作電壓，使太陽能電池板始終工作在 VA 特性曲線的最 大功率點。用直流斬波電路器替代變阻器可節(jié)約 20%30%的電能。光伏充電系統(tǒng)主 要由太陽能電池板、控制器以及蓄電池組成。單片機(jī)根據(jù)太陽能光伏陣列的參數(shù)情況經(jīng)過內(nèi)部計算后輸出 PWM 信號。 隨著生產(chǎn)實際的需要和技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種直流變換電路。 C、 L 分別為濾波電容和電感，組成低通濾波器， R 為負(fù)載。 UdLRDCQ 圖二：升壓變換電路 （ 3）升降壓變換電路 輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓的電路叫做升降壓變換電路，又叫做 Buckboost 電路。從而，諧波會使 電路的變換效率降低，大電流的高次諧波還會產(chǎn)生輻射而干擾周圍的電子設(shè)備，使他們不能正常工作。 L1 L2DCC1UdRQ 圖四：庫克變換電路 本文采用了升降壓變換電路（ Buckboost 電路），其原理圖如圖三。由于電感的電流不能突變，電感上產(chǎn)生下正上負(fù)的感應(yīng)電動勢，當(dāng)感應(yīng)電動勢的的大小超過輸出電壓 OU 時，二極管導(dǎo)通。 通過分析亦可以得到： od IDDI ??1 本文光伏充電系統(tǒng)的最大功率跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)是通過改變 BuckBoost 電路的占空比 D來實現(xiàn)的。如圖所示，在驅(qū)動電路中采用芯片 HCNW3120實現(xiàn)驅(qū)動電路的功能。 ? 最小工作溫度： 40C。在采樣電路中， C1的作用是濾除放大器正負(fù)極間的不需要的交流成分，是直流電平滑。 太 陽 能電 池 板蓄電池U C 3 9 0 9電 壓 、電 流 采樣 電 路驅(qū) 動 電 路H T 4 6 R 2 3單 片 機(jī)電 壓 、電 流 采樣 電 路控制電路 圖： PWM控制原理圖 本論文中所用到的單片機(jī)是盛群半導(dǎo)體公司的 HT46R23 型八位高性能精簡指令集單片機(jī)。 ? 工作溫度： C85~C40 。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保 持同步。由于電腦串口 RS232電平是 10V+10V，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是 ttl電平 0+5V， MAX232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的，該器件 有兩個驅(qū)動器、兩個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。有 2K的存儲空間，優(yōu)點是掉電后仍可以保存數(shù)據(jù)。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。 圖中的 R11選用 10K 的電位器，與 1602模塊的 VO端相連，通過調(diào)整電位器可以調(diào)整顯示器的對比度。 UC3909 閥控鉛酸蓄電池開關(guān)型充電器主要用于鉛酸電池快速充電器。該芯片中的欠壓封鎖電路，保證加入足夠的電源電壓。 ； ? 結(jié)溫： 55~150 C。 在實際的電池充電管理過程中，蓄電池的充電過程與上述充電特性曲線完全相同是不可能的。所以開始的時候應(yīng)該采用小電流充電的涓流充電模式，等蓄電池的端電壓達(dá)到設(shè)定的充電使能電壓 TU 時，在進(jìn)行恒流充電。涓流充電的作用是為了防止把恒流充電時的大電流灌入從而損壞蓄電池。這一階段是充電的主要階段，蓄電池端電壓上升很快，直至電 壓上升到過壓充電電壓 ocU 時進(jìn)入恒壓充電階段。為了使充電器能夠在任何溫度下精確地浮充充電，我們需要選擇與蓄電池相同溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 檢 測 蓄 電 池是 否 接 上電 壓 、 電 流 采 樣 電 路Y Y A / D 轉(zhuǎn) 換 模 塊H T 4 6 R 2 3 單 片 機(jī)顯 示 U 、 I 數(shù) 據(jù) ， 計 算功 率 P = U I系 統(tǒng) 初 始 化開 始N Y N P W M 控 制調(diào) 節(jié) 占 空 比蓄 電 池 正 常 充 電L E D 燈 顯 示是 否 工 作 在 最 大 功率 點 處圖：軟件程序流程圖 太陽能充電系統(tǒng)選用 HT46RU23作為核心控制器。我國和世界光伏發(fā)電技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場發(fā)展情況比較 [J].光伏技術(shù)專欄 【 4】歐陽名三，余世杰