【正文】 同時(shí)在照明回路中，避免使用功耗較大的三極管做開關(guān)，而是使用可控硅。 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 19 3 后備電源 在陰雨天太陽能電池板無法將電池充到可工作的狀態(tài)時(shí)，就要用到后備電源給電路供電，后備電源采用的是交一直流轉(zhuǎn)換，將交流電轉(zhuǎn)換到額定的直流電壓值以確保電路正常工作。當(dāng)遇到連續(xù)陰雨天氣，太陽能蓄電池電壓過低，達(dá)到低壓控制開關(guān)開起閾值 時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，電路切南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 17 換到 220 V 市電供電，經(jīng)過 ACDC 轉(zhuǎn)換電路，將穩(wěn)定的直流電源輸送至光控開關(guān)電路，以實(shí)現(xiàn)取代蓄電池供電的目的，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，逆南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 15 變器按激勵(lì)方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。為什么要設(shè)計(jì)均充？就是當(dāng)直充完畢之后，可能會(huì)有個(gè)別電池“落后”（端電壓相對(duì)偏低），為了將這些個(gè)別分子拉回來，使所有的電池端電壓具有均勻一致性，所以就要以高電壓配以適中的電流再充那么一小會(huì)，可見所謂均充，也就是“均衡充電”。這種充電方法不足之處在于 :在充電初期，如果鉛酸蓄電池放電深度過深，充電電流會(huì)很大，不僅危及充電器的安全，而且鉛酸蓄電池可能因過流而受到損傷 。 儲(chǔ)能是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，尤其對(duì)于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)更是不可缺少的組成部分。這個(gè)電流隨著光強(qiáng)度的加大而增大，當(dāng)接受的光強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，就可以將太陽能電池看成恒流電源。然太 陽 能電 池 板D C / D C變 換 器蓄 電 池 直 流 負(fù) 載控 制 器 逆 變 器 交 流 負(fù) 載南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 9 而恒電壓法忽略了太陽能電池溫度對(duì)太陽能電池陣列最大功率點(diǎn)的影響，一般硅太陽能電池的開路電壓都在較大程度上受結(jié)溫影響，以常規(guī)單晶硅太陽能電池而言，當(dāng)太陽能電池溫度每升高 1℃時(shí)，其開路電壓下降率約為 %%，這說明太陽能電池的最大 功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓也隨電池溫度的變化而變化，其中對(duì)太陽能電池溫度影響最大的因素是環(huán)境溫度和日照強(qiáng)度。 太 陽 能 電池 陣 列控 制 器 逆 變 器D C / D C 變 換 器直 流 負(fù) 載蓄 電 池電 網(wǎng)交 流 負(fù) 載南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 7 圖 3 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)圖 離網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng) 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指未與公共電網(wǎng)相連接的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其輸出功率提供給本地負(fù)載 (交流負(fù)載或直流負(fù)載 )的發(fā)電系統(tǒng)。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按是否與電網(wǎng)連接可分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。 h)。 從國家產(chǎn)業(yè)政策來看， 20xx 年 1 月 1 日，《可再生能源法》正式實(shí)施，明確提出“國家鼓勵(lì)單位和個(gè)人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng)”，為可再生能源地位確立、價(jià)格保障、稅收優(yōu)惠政策等提供了法律保障。我國能源可開發(fā)剩余可采儲(chǔ)量的資源保證程度為 年。 關(guān)鍵詞： 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；變換器；智能路燈。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)換效率的提高以南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 2 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。 [4]90 年代后期，發(fā)展更為迅速，成為全球增長速度最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。專家們預(yù)測到 2050 年，太陽能光伏發(fā)電在發(fā)電總量中將占 13%15%，到 2100 年將約占 64%。該系統(tǒng)功能全面，但是系統(tǒng)過于復(fù)雜，成本高，僅在大型的太陽能光伏發(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 。 下圖所示為一種常用的太陽能獨(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。擾動(dòng)觀察法的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，被測參數(shù)少，容易實(shí)現(xiàn)。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作，太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。一般來講，光伏發(fā)電系統(tǒng)白天把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過充電器和蓄電池把電能儲(chǔ)存起來，晚上再通過放電器把儲(chǔ)存在蓄電池里的電能放出來使用。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。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，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來減小蓄電池充電電流。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。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。此處繼電器可換成雙向可控硅。通過對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究和深入了解 為今后的職業(yè)生涯做好了鋪墊。圖中 R6 可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原圖選 10 k，實(shí)際使用時(shí)可以用 3 k，可以提高電路增 益改善電路性能。當(dāng)電池電壓從低升高至VTHH 時(shí)，比較器輸出高電平；當(dāng)電池電壓降低至 VTHL 時(shí)，比較器輸出低電平。燈具有照明燈具及演示時(shí)的指示燈。需要注意的是，為了安全起見，一般將 12V電池過放保護(hù)點(diǎn)電壓人為加上 作為溫度補(bǔ)償或控制電路的零點(diǎn)漂移校正，這樣 12V 電池的過放保護(hù)點(diǎn)電壓即為： ，那么 24V 系統(tǒng)的過放保護(hù)點(diǎn)電壓就為 。 太陽能控制器負(fù)責(zé)對(duì)太陽能電池輸出能量控制，輸出穩(wěn)定的 220VDC。這種充電方式的不足之處在于 :鉛酸蓄電池開始充電電流偏小，在充電后期充電電流又偏大，充電電壓偏高，整個(gè)充電過程時(shí)間長。鉛酸蓄電池最明顯的特征是其頂部有 6 個(gè)可擰開的塑料密封蓋，上面還有通氣孔。 增量電導(dǎo)法的優(yōu)點(diǎn)是 :在日照強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，太陽能電池陣列輸出電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化，而且穩(wěn)態(tài)的電壓振蕩也較擾動(dòng)觀察法小。 [9] 太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤原理及方法 太陽能電池的輸出特性受電池溫度和日照強(qiáng)度等因素的影響，電池溫度主要影響太陽能電池的開路電壓，日照強(qiáng)度主要影響太陽能電池的短路電流。 一般的并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)如下圖所示，將太陽能電池控制系統(tǒng)和民用電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)太陽能電池輸出電能不能滿足負(fù)載要求時(shí)，由電網(wǎng)來進(jìn)行補(bǔ)充。民用太陽能光伏發(fā)電多以家庭為單位，商業(yè)用途主要為企業(yè)、政府大樓、公共設(shè)施、安全設(shè)施、夜景美化景觀照明系統(tǒng)等的供電，工業(yè)用途如太陽能農(nóng)場。 h)。西班牙 20xx 年風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)占到全機(jī)總量的4%，德國在過去 11 年間，風(fēng)力發(fā)電增長 21 倍， 20xx 年占全的 %。 自人類社會(huì)誕生以來，能源一直是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。 新能源光伏發(fā)電，作為可再生清潔能源，因其具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護(hù)簡便、資源廣闊等其 他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)是 21 世紀(jì)重要的新能源，已廣泛應(yīng)用在并網(wǎng)發(fā)電、民用發(fā)電、公共設(shè)施以及一體化節(jié)能建筑等方面，目前晶體硅光伏發(fā)電系統(tǒng)占據(jù)新能源光伏發(fā)電市場的主要地位。以德國、西班牙為代表的一些國家通過立法方 式，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展， 1999 年以來可再生能源年均增長速度均達(dá)到 30%以上。20xx2020 年，太陽能光伏發(fā)電將會(huì)由獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到 2020 年將約為 元/(kw 并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電連接到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補(bǔ)充，典型特征為不需要蓄電池。 并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相比離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過程，減少了其中的能量消耗，節(jié)約了占地空間，還降低了配置成本。太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤 (簡稱 MPPT)是其中的途徑之一，它能最大程度的利用太陽能電池轉(zhuǎn)化所得的電能。由太陽能電池陣列輸出電氣特性知，太陽能電池陣列的輸出功率 電壓 (PV)曲線是一個(gè)單峰曲線，在最大功率點(diǎn)處，功率對(duì)電壓的導(dǎo)數(shù)為零。不過隨著科技的發(fā)展，普通蓄電池的壽命變得更長而且維護(hù)也更簡單了。這種方法特別適合于多個(gè)鉛酸蓄電池串聯(lián)的鉛酸蓄電池組進(jìn)行充電，能使落后的鉛酸蓄電池的容量易于得到恢復(fù)，最好用于小電流長時(shí)間的充電模式。 太陽能控制器 太陽能控制器全稱為太陽能充放電控制器，是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給 太陽能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。蓄電池廠家雖然也有自己的保護(hù)參數(shù)（企標(biāo)或行標(biāo)），但最終還是要向國標(biāo)靠攏的。紅外控制和光控電路主要組成部分是紅外探頭、數(shù)字電路及光敏電阻，而紅外控制部分可以集成一塊芯片，即 BISS001 芯片。圖中 Q2使比較器起滯回作用，使比較電路有兩個(gè)門限電壓： VTHR 和 VTHL（ VTHHVTHL），一個(gè)滯回區(qū)。當(dāng)SW1 與 1 端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1 與 2 端連通時(shí)，芯片南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 20 則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。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)開啟后備電源，保證路燈正常工作 。 圖 9 紅外光控電路圖 圖 9 中，運(yùn)算放大器 OP1 將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由 C3 耦合給運(yùn)算放大器 OP2 進(jìn)行第二級(jí)放 大，再經(jīng)由電壓比較器 COP1 和 COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs 去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào) V