【正文】 問(wèn)題，更加明顯地把能源置于社會(huì)發(fā)展的首要地位。自從工業(yè)革命以來(lái)，約80%溫室氣體造成的附加氣候強(qiáng)迫是由人類社會(huì)活動(dòng)引起的，其中CO2的作用約占60%，而化石能源的燃燒是CO2的主要排放源。隨著多晶硅提純技術(shù)的應(yīng)用及硅片加工技術(shù)進(jìn)一步成熟，光電轉(zhuǎn)換效率的提高以及其他工藝技術(shù)的發(fā)展，包括新能源光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源完全有可能完成從補(bǔ)充能源到常規(guī)能源的角色轉(zhuǎn)換。20世紀(jì)90年代以來(lái)，以歐盟為代表的地區(qū)集團(tuán)，大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源，連續(xù)10年可再生能源發(fā)電的年增長(zhǎng)速度都在15%以上。[3]從我國(guó)國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)容量來(lái)看，截止2003年，我國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)、山區(qū)近期市場(chǎng)潛力高達(dá)1420MWp（Wp是太陽(yáng)能電池輸出功率），綜合考慮到以后用電水平的提高，最終市場(chǎng)容量將超過(guò)3000MWp。十一五期間，很多地方政府都相繼發(fā)布了比較完備的新能源推廣政策和相應(yīng)的太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃，例如《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開(kāi)展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)有關(guān)要求的通知》、《20052007上海市太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用行動(dòng)計(jì)劃》、《江蘇省能源產(chǎn)業(yè)科技示范工程20052007實(shí)施方案》等，將發(fā)展可再生能源落實(shí)到具體的政策以及地方法規(guī)中，為整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建立了政策法制基礎(chǔ)。[4]90年代后期，發(fā)展更為迅速，成為全球增長(zhǎng)速度最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。h)。[5]到2004年，到2005年底。光伏電池的發(fā)電轉(zhuǎn)化效率也不斷提高，晶體硅光電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到15%，%，砷化鎵光電池轉(zhuǎn)化率是25%，在實(shí)驗(yàn)室中特制的砷化嫁光電池轉(zhuǎn)化率己達(dá)35%36%。專家們預(yù)測(cè)到2050年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在發(fā)電總量中將占13%15%，到2100年將約占64%。[6]獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要用蓄電池來(lái)存儲(chǔ)夜晚用電的能量，獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)、村級(jí)太陽(yáng)能光伏電站；在工業(yè)范圍內(nèi)主要用于電訊、衛(wèi)星廣播電視、太陽(yáng)能水泵，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)，如風(fēng)力發(fā)電/太陽(yáng)能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)等。其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電以其優(yōu)異的特性近年來(lái)在全世界范圍得到了快速發(fā)展，被認(rèn)為是當(dāng)前具有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，各發(fā)達(dá)國(guó)家均投入巨資競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)，并產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，大力開(kāi)拓太陽(yáng)能光伏發(fā)電的市場(chǎng)應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，該系統(tǒng)中的能量能進(jìn)行雙向傳輸。該系統(tǒng)功能全面，但是系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，成本高，僅在大型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中才使用這種結(jié)構(gòu)，并具有上述全面的功能。它是太陽(yáng)能光伏發(fā)電進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電階段、成為電力工業(yè)組成部分之一重要方向，是當(dāng)今世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。其主要應(yīng)用于遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)的無(wú)電地區(qū)和一些特殊場(chǎng)所，如為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)偏僻農(nóng)村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽(tīng)廣播等基本生活用電，也可為通信中繼站、氣象站和邊防哨所等特殊處所提供電源。下圖所示為一種常用的太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC變換器、蓄電池組、DC/AC逆變器和交直流負(fù)載構(gòu)成。[8]圖4獨(dú)立的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖目前，太陽(yáng)能電池陣列在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價(jià)中占很大比重，而且太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率本身就不高，因此有必要研究提高太陽(yáng)能電池利用效率的方法，以降低系統(tǒng)單位價(jià)格的成本，促進(jìn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。目前使用的太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法主要有恒電壓法、觀察擾動(dòng)法、電導(dǎo)增量法以及其它的一些跟蹤方法。因此對(duì)于四季溫差或日溫差較大的地區(qū)，CVT方式并不能完全跟蹤太陽(yáng)能電池陣列最大功率點(diǎn)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。擾動(dòng)觀察法的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被測(cè)參數(shù)少，容易實(shí)現(xiàn)。 3. 增量電導(dǎo)法為了解決擾動(dòng)觀察法導(dǎo)致的功率損失問(wèn)題，有人在1995年提出了增量電導(dǎo)法。步長(zhǎng)太長(zhǎng)，又會(huì)使系統(tǒng)振蕩加劇，影響跟蹤精度。對(duì)于太陽(yáng)能電池方陣而言，應(yīng)按照用戶的要求、負(fù)載的用電量及技術(shù)條件確定太陽(yáng)能電池組件的串并聯(lián)數(shù)。其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作，太陽(yáng)能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。老式普通蓄電池一般壽命在2年左右，而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。按照理論上說(shuō)，鉛酸蓄電池需要在每次保養(yǎng)時(shí)檢查電解液的高度，如果有缺少需添加蒸餾水。儲(chǔ)能系統(tǒng)的好壞直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能在實(shí)際的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲(chǔ)能部分又是最易受損、最易消耗的部分。一般來(lái)講，光伏發(fā)電系統(tǒng)白天把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)充電器和蓄電池把電能儲(chǔ)存起來(lái)，晚上再通過(guò)放電器把儲(chǔ)存在蓄電池里的電能放出來(lái)使用。[10](一)恒流充電恒流充電就是以一定的電流進(jìn)行充電，在充電過(guò)程中隨著鉛酸蓄電池電壓的變化要進(jìn)行電流調(diào)整使之恒定不變。在充電初期由于鉛酸蓄電池電壓較低，充電電流較大，但隨著鉛酸蓄電池電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。如果鉛酸蓄電池電壓過(guò)低，后期充電電流又過(guò)小，充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不適合串聯(lián)數(shù)量多的鉛酸蓄電池組充電。它首先對(duì)鉛酸蓄電池采用恒流充電方式充電，鉛酸蓄電池充電到達(dá)一定容量后，然后采用恒壓充電方式充電。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，綜合考慮日照強(qiáng)度以及環(huán)境溫度對(duì)光伏系統(tǒng)充電電流的影響、鉛酸蓄電池性能以及系統(tǒng)成本等因素，使用三階段充電法對(duì)鉛酸蓄電池充電較為合理。 直充保護(hù)點(diǎn)電壓：直充也叫急充，屬于快速充電，一般都是在蓄電池電壓較低的時(shí)候用大電流和相對(duì)高電壓對(duì)蓄電池充電，但是，有個(gè)控制點(diǎn)，也叫保護(hù)點(diǎn)，就是上表中的數(shù)值，當(dāng)充電時(shí)蓄電池端電壓高于這些保護(hù)值時(shí)，應(yīng)停止直充。均充時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為幾分鐘~十幾分鐘，時(shí)間設(shè)定太長(zhǎng)反而有害。其實(shí)PWM方式主要是為了穩(wěn)定蓄電池端電壓而設(shè)計(jì)的，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖寬度來(lái)減小蓄電池充電電流。蓄電池放電不能低于這個(gè)值，這是國(guó)標(biāo)的規(guī)定。其功能是將直流電變?yōu)楣潭l率和電壓或可調(diào)頻率和可調(diào)電壓的交流電，供負(fù)載使用。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。電源分為電池電源和220 V市電經(jīng)ACDC轉(zhuǎn)換電路后的穩(wěn)定電源。由滯回比較器來(lái)判斷電池是否達(dá)到過(guò)放狀態(tài)，由繼電器作為選擇開(kāi)關(guān)，來(lái)選擇用電池供電還是后備電源供電（電池在過(guò)充狀態(tài)時(shí)和陰雨天氣時(shí)）。總體框圖如圖5所示?！　?．過(guò)充保護(hù)電路為防止電池過(guò)充電，影響電池的使用壽命，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的電池過(guò)放保護(hù)電路。在蓄電池已充滿時(shí)保護(hù)電路會(huì)使蓄電池處于涓流充電狀態(tài)，這就使電池具有充電保護(hù)功能。 圖7防反充電路圖　　2 過(guò)放保護(hù)電路該電路原理如圖8所示。這樣就避免了電路的振蕩，保護(hù)了負(fù)載和電池?！　? 紅外光控控制電路該系統(tǒng)采用了BISS0001芯片，它是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)，具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器。此處繼電器可換成雙向可控硅。SW1是工作方式選擇開(kāi)關(guān)。5創(chuàng)新點(diǎn)（1）電池過(guò)放保護(hù)系統(tǒng)的電路簡(jiǎn)單，使用靈活。（3）設(shè)計(jì)有備用電源，在連續(xù)的極端惡劣天氣下，蓄電池電量用完，得不到及時(shí)充電，可以自動(dòng)開(kāi)啟后備電源，保證路燈正常工作。通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究和深入了解為今后的職業(yè)生涯做好