【正文】 放電。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 3所示。 ? 盡量減少充電電路和控制電路的損耗 。由此 Pl =dEg/dt=df ( e)/dt=Pcp +Pctr +Pb 19 (4) 根據(jù)式 (3) 可得到充電系統(tǒng)的效率為 η ( e) =Pb/Pl=（ Pl Pcp – Pctr） /Pl=（ Pl Pcp – Pctr） /（ dEg/Pdt） (5) 把式 (2) 帶入式 (5) , η ( e) =（ Pl Pcp – Pctr） /（ dEg/Pdt） =(Pl Pcp – Pctr)/(Pf ( e)/dt) 如果考慮滿負荷工作 , η ( e) =(Pl Pcp – Pctr)/(dEg/dt)=(Pl Pcp – Pctr)/(dfmax ( e)/dt) (6) 式 (6) 指出 ,充電效率與以下因素有關(guān) : ? 充電電路和控制電路損耗 。由此可知 ,太陽能充電系統(tǒng)中 ,為了盡量提高充電效率 ,應(yīng)當(dāng)盡量減少充電電路和控制電路的能量損耗。 2) 太陽能充電系統(tǒng)效率分析 在太陽能充電系統(tǒng)中 ,為了盡量提供充電能力和效率 ,必須把充電系統(tǒng)劃分為兩個部分 ,一個是充電電路 ,一個是控制電路 ,這兩個電路都會消耗電能。在工程實際中 , fmax ( e) f ( e) 叫做欠負荷 ,fmax ( e) = f ( e) 叫做滿負荷。 式 (2) 指出 ,任何時刻發(fā)電設(shè)備發(fā)出的能量都與負載設(shè)備所消耗的能量相等。 5 太陽能充電系統(tǒng)效率分析 根據(jù)物理學(xué)可知 ,發(fā)電能力與負載無關(guān) ,而發(fā)電設(shè)備的輸出能力則是由負載所決定的 ,就是說 ,電能輸出設(shè)備的輸出最大能力取決于外部能量的輸入和轉(zhuǎn)換效率 ,而這些電能量能否完全被利用 ,則取決于負載備。經(jīng)比較選用 DCDC 轉(zhuǎn)換電路 ,可實現(xiàn)充電的安全性、可靠性。總的來說 ,采用脈沖充電的方式 ,可以 有效地緩解電池充電的極化現(xiàn)象 ,提高充電效率。采用脈沖充電方式 ,適時進行停充電或反向瞬間大電流放電 ,從而泄放掉內(nèi)部電容上積累的電荷 ,有效緩解極化 ,電壓迅速下降 ,電池可接受電流變大。電池極化使電池內(nèi)部壓力加大 ,溫度上升 ,外部表現(xiàn)為內(nèi) 17 阻隨著充電時間的推移而增大 ,造成電池充電接受能力的下降 ,從而阻礙蓄電池的繼續(xù)充電。一般地說 ,充電電流在充電過程中隨時間呈指數(shù)規(guī)律下降 ,不可能自動按恒流或恒壓充電。該過程流程圖如圖 2 開始 I dp IC n=sign(dp/du) 檢測 Ui li 計 算 Pi dp=pipi1 du=dudu1 K=2 Y 15 16 圖 2 逐步逼近法流程圖 4 蓄電池充電效率分析 鉛酸蓄電池具有技術(shù)成熟、成本低、電池容量大、跟隨負荷輸出特性好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。其在搜索過程中不斷調(diào)整搜索步長，每次調(diào)整都使得精度成倍提高，從而大大提高了精度。由式（ 1）和太陽能陣列的輸出特性曲線可知： dp/dv0 系統(tǒng)運行在最大功率的左邊 dp/dv0 系統(tǒng)運行在最大功率的右邊 dp/dv=0 系統(tǒng)運行在最大功率的點 2）最大功率點的搜索 最大功率點的搜索方法很多，梯度法，擾動法，電導(dǎo)增量法，自適應(yīng)算法等等。 3 最大功率跟蹤原理及算法 1）最大功率原理 在一特定的環(huán)境下，太陽能電池發(fā)電的 UI 特性和 PI 特性曲線如圖 1 所示。在光伏系統(tǒng)中 ,負載的匹配特性決定了系統(tǒng)的工作特性和太陽電池的有效利用率。 13 圖 1 太陽能電池輸出特性 太陽能電池的輸出特性如圖 1 所示 , 太陽能電池的輸出伏安特性曲線 是進行系統(tǒng)分析的最重要的技術(shù)數(shù)據(jù)之一。串聯(lián)數(shù)由太陽能電池方陣的工作電壓決定 ,應(yīng)考慮蓄電池的均浮充電壓 ,線路損耗以及溫度變化對太陽能電 池的影響。這個電流隨著光的強度的加大而增大 ,當(dāng)接受的光的強度一定時 ,就可以將太陽能電池看成恒流源。該效應(yīng)在液體和固體物質(zhì)中都會 發(fā)生 ,但只有在固體中 ,尤其是在半導(dǎo)體中 ,才會有較高的轉(zhuǎn)換效率。它已被許多發(fā)達國家作為其能源戰(zhàn)略的一個重要組成部分。委內(nèi)瑞拉還推出廉價太陽能車、歐洲科學(xué)家研制出輕便的可穿在身上的太陽能電池?，F(xiàn)今太陽能的主要用途已不再是小規(guī)模的，從性質(zhì)上來說，是專業(yè)化的。 太陽能發(fā)電的主要優(yōu)點 在于：太陽能電池可以設(shè)置在房頂?shù)绕綍r不使用的空間，無噪音、壽命長，而且一旦設(shè)置完畢就幾乎不要需要調(diào)整。為遠離大電網(wǎng)的家庭用戶提供恒定電壓和頻率電力的成本很大 ,典型的做法是使用安裝成本較低但運行成本很高的柴油發(fā)電機組 ,這種做法效率低而且維持費用較高 ,也會帶來噪聲和大氣污染。且太陽能電池的原料硅的儲量十分豐富、太陽電池轉(zhuǎn)換效率的不斷提高、生產(chǎn)成本的不斷下降 ,使光伏電池用于偏遠無電地區(qū)的中小功率離網(wǎng)用戶成為可能。據(jù)估計 ,我國的常規(guī)能源將在百年之內(nèi)全部耗盡 ,開發(fā)和利用太陽能等新能源成為一項非常重要而緊迫的任務(wù)。” 11 0 引言 步入 21 世紀 ,隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展 ,世界能源問題越來越緊迫。諾貝爾環(huán)境獎獲得者馬丁 各國在促進可再生能源發(fā)展上重要的一項經(jīng)驗就是，太陽能光伏技術(shù)的推廣，迫切需要政府的支持和投入。另外，在我國的北方、沿海等很多地區(qū)，每年的日照量都在2020小時以上，海南更是達到了２４００小時以上，中國利用太陽能具有廣闊的前景。據(jù)中國太陽能學(xué)會秘書長孟憲淦介紹，我國有荒漠面積１０８萬平方公里，主要分 布 在光照資源豐富的西北地區(qū)。在我國西藏地區(qū)有多個無水能資源無電縣采用光伏電站供電，社會經(jīng)濟效益非常顯著。商業(yè)和個人用戶都能享受到太陽能發(fā)電的好處。 隨著能源價格長期居高不下以及環(huán)境保護日益受到重視，開發(fā)和利用太陽能已成為世界發(fā)展迅速的一個產(chǎn)業(yè)，平均年增長達到３０％。 關(guān)鍵詞 :光生伏打效應(yīng) 太陽能電池陣列 MPPT 最大功率點跟蹤法逐步逼近法 充電效率 太陽能控制器 蓄電池 P87LPC767 DCDC 轉(zhuǎn)換 7 Abstract In recent years, renewable energy technology is widely regarded, and solar power with advanced power electronic technology assistance, has bee a potential one of renewable energy. This paper introduces the basi