【正文】 并詳細說明了太陽能逆變器的優(yōu)點，控制器的特性以及太陽能電池最大功率跟蹤的原理以及一些常用的方法，并比較了他們的優(yōu)缺點，通過對目前太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究，介紹了太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，對直流 交流（ DC/AC）變換器作了分析。輸出延遲時間 Tx由外部的 R9和 C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時間 Ti由外部的 R10 和 C6的大小調(diào)整，R9／ R10 可以用 470 Ω， C6／ C7 可以選 V。其腳 2 輸出高電平使三極管 8050 導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 K 吸合，再由繼電器觸點控制相應(yīng)的被控對象。這個時候電池端電壓雖然會迅速升高至 VTHL 以上，但由于達不到 VTHH，所以，比較器仍然輸出低電平，直到電池被充電后電壓升高至 VTHH 以上才能再次輸出高電平。電路外接充電器充電時，如電池的最高閾值電壓在 V 左右，在充電初期蓄電池按 常規(guī)的欠壓狀態(tài)慢慢上升，當(dāng)電池電壓達到穩(wěn)壓管 D1 的擊穿電壓時， D1 管開始導(dǎo)通，此時 Q1 管也導(dǎo)通，促使 A、 B 端電壓下降，設(shè)置合適的參數(shù)使電池兩端電壓最高值不會大于 V。由于設(shè)計的是草坪燈，照明燈具需要足夠的亮度，可以選用由 81 個發(fā)光二極管構(gòu)成的現(xiàn)成的燈具，指示燈用簡單的發(fā)光二極管即可。 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 16 第四章 太陽能 路燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計 太陽能路燈智能控制系統(tǒng)原理：太陽能路燈智能控制系統(tǒng)主要由電源、蓄電池過充和過放保護電路、紅外控制及光控電路以及燈具組成。 光伏逆變器 直流 交流（ DC/AC）變換器，也稱逆變器。 浮充控制點電壓：一般是均充完畢后，蓄電池也被靜置一段時間，使其端電壓自然下落，當(dāng)下落至“維護電壓”點時，就進入浮充狀態(tài)，類似于“涓流充電”（即小電流充電），電池電壓一低就充上一點，一低就充上一點，一股一股地來，以免電池溫度持續(xù)升高，這對蓄電池來說是很有好處的，因為電池內(nèi)部溫度對充放電的影響很大。直接為逆變器提供電能向負載供電；也可以向蓄電池組充電，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用，同時具有電池巡檢功能。 (三 )兩階段充電法 這種方法是為了克服恒流與恒壓充電的缺點而結(jié)合的一種充電策略。 (二 )恒壓充電法 恒壓充電就是以一恒定電壓 對鉛酸蓄電池進行充電。蓄電池在充 電時把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，放電時把儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給負載使用。這些密封蓋是用來加注、檢查電解液和排放氣體之用。太 陽能電池組件（也叫太陽能電池組件）是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。增量電導(dǎo)法的缺點是 :太陽能電池陣列可能存在一個局部的最大功率點，這種算法可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定在一個局部的最大功率點； 如同擾動觀察法一樣，增量電導(dǎo)法的變化步長也是固定的，步長過小會使跟南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 10 蹤速度變慢，太陽能電池陣列較長時間工作在低功率輸出區(qū) 。然后，通過比較干擾周期前后太陽能電池陣列的輸出功率，如果輸出功率增加，那么繼續(xù)按照上一周期的方向繼續(xù)“干擾”過程，如果檢測到輸出功率減少，則改變“干擾”的方向。在一定日照強度和溫度下，太陽能電池有唯一的最大輸出功率點，太陽能電池只有工作在最大功率點才能使其輸出的功率最大。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能充放電控制器給負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。而當(dāng)其輸出的功率超出負載需求時，將電能輸送到電網(wǎng)中。該系統(tǒng)可為交流負載提供能量，也可為直流負載提供能量，當(dāng)太陽能電池陣列能量過剩時，可以將過剩能量存儲起來或把過剩能量送入電網(wǎng)。 圖 1 光伏發(fā)電系統(tǒng) 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 5 目前太陽能利用的方式有 :太陽能光伏發(fā)電，太陽能熱利用，太陽能動力利用，太陽能光化利用，太陽能生物利用和 太陽能光 光利用。今后太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長壽命、美觀實用等方向發(fā)展。到 2020 年，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達到世界先進行列。 20 世 紀(jì) 80 年代以來，即使是在世界經(jīng)濟從總體上處于衰退和低谷的時期，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也一直以 10%15%的遞增速度在發(fā)展。瑞典和奧地利的生物質(zhì)能源在其能源消費結(jié)構(gòu)中高達 15%以上。從目前發(fā)展?fàn)顩r來說，新能源光伏發(fā)電雖然發(fā)展整體規(guī)模要小于風(fēng)能，但是增長速度最快。隨著社會的發(fā)展，能源在社會發(fā)展中的重要性越來越突出，尤其是近年來各國日益呈現(xiàn)出來的能源危機問題，更加明顯地把能源置于社會發(fā)展的首要地位。通過所學(xué)知識設(shè)計了一個太陽能路燈智能控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)運行均為自動控制，工作原理簡單，安裝方便。因此，可再生新能源的開發(fā)使用是人類長久發(fā)展的必要條件，也是我們可持續(xù)性發(fā)展的根本之法。自從工業(yè)革命以來，約 80%溫室氣體造成的附加氣候強迫是由人類社會活動引起的，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。 20 世紀(jì) 90 年代以來，以歐盟為代表的地區(qū)集團，大力開發(fā)利用可再生能源，連續(xù) 10 年可再生能源發(fā)電的年增長速度都在 15%以上。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)的太陽能屋頂 計劃，例如《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)有關(guān)要求的通知》、《 20xx20xx 上海市太陽能開發(fā)利用行動計劃》、《江蘇省能源產(chǎn)業(yè)科技示范工程 20xx20xx 實施方案》等，將發(fā)展可再生能源落實到具體的政策以及地方法規(guī)中，為整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建立了政策法制基礎(chǔ)。 h)。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)化率達到 15%，單晶硅光電池轉(zhuǎn)化率是 %，砷化鎵光電池轉(zhuǎn)化率是25%，在實驗室中特制的砷化嫁光電池轉(zhuǎn)化率己達 35%36%。 [6] 獨立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(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存儲夜晚用電的能量，獨立太陽能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠的鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)、村級太陽能光 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 /太陽能發(fā)電互補系統(tǒng)等。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，該系統(tǒng)中的能量能進行雙向傳輸。它是太陽能光伏發(fā)電進入大規(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)今世界太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。其主要應(yīng)用于遠離公共電網(wǎng)的無電地區(qū)和一些特殊場所，如為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠偏僻農(nóng)村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽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。 [8] 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 8 圖 4 獨立的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖 太陽能電池最大功率點跟蹤 目前，太陽能電池陣列在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價中占很大比重，而且太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率本身就不高，因此有必要研究提高太陽能電池利用效率的方法，以降低系統(tǒng)單位價格的成本，促進太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。因此對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能電池陣列最大功率點，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。 3. 增量電導(dǎo)法 為了解決擾動觀察法導(dǎo)致的功率損失問題，有人在 1995 年提出了增量電導(dǎo)法。對于太陽能電池方陣而言，應(yīng)按照用戶的要求、負載的用電量及技術(shù)條件確定太陽能電池組件的串并聯(lián)數(shù)。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。儲能系統(tǒng)的好壞直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的性南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 12 能在實際的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲能部分又是最易受損、最易消耗的部分。 [10] (一 )恒流充電 恒流充電就是以一定的電流進行充電，在充電過程中隨著鉛酸蓄電池電壓的變化要進行電流調(diào)整使之恒定不變。如果鉛酸蓄電池電壓過低，后期充電電流又過小，充電時間過長，不適合串聯(lián)數(shù)量多的鉛酸蓄電池組充電。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，綜合考慮日照強度以及環(huán)境溫度對光伏系統(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鉛酸蓄電池充電較為合理。均充時間不宜過長，一般為幾分鐘 ~十幾分鐘，時間設(shè)定太長反而有害。蓄電池放電不能低于這個值，這是國標(biāo)的規(guī)定。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。由滯回比較器來判斷電池是否達到過放狀態(tài)，由繼電器 作為選擇開關(guān)，來選擇用電池供電還是后備電源供電（電池在過充狀態(tài)時和陰雨天氣時）。 1．過充保護電路 為防止電池過充電，影響電池的使用壽命，設(shè)計了一個簡單的電池過放保護電路。 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 18 圖 7 防反充電路圖 2 過放保護電路 該電路原理如圖 8 所示。 4 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)成被動式的熱釋電紅外 開關(guān)，具有獨立的高輸入阻抗運算