太阳能供电系统解读.ppt

太阳能供电系统 太阳能供电系统 太阳能电池 太阳能电源系统 太阳能控制器 极板连接 日常维护 太阳能电池简介 太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。 太阳能电池简介 太阳能电池简介 太阳能电池经过36片、72片或其他数量的的串联，经过封装形成太阳能组件，即平时所说的极板，极板根据太阳能电源系统的需要，进行不同的串、并联，组成太阳能方阵。 太阳能组件的参数 太阳能组件的参数 开路电压Voc:正负极间为开路状态时的输出电压 短路电流Isc:正负极间为短路状态时流过的电流 峰值电压Vmp：输出功率最大时的工作电压 峰值电流Imp：输出功率最大时的工作电流 峰值功率Pmax:峰值电压与峰值电流的乘积 太阳能组件的参数 太阳能组件的参数 由于太阳电池组件的输出功率是随着光强的变化而变化的，所以我们定义组件的输出功率，是在标准光强（1000W/㎡）,25℃时，一个标准大气压的条件下进行的，故太阳电池在上述条件下的输出功率用Wp来表示，而随着光强的变化，组件的输出功率会发生变化的，其中主要是输出电流发生变化较大，而输出电压一般变化不大。所以组件的输出功率取决于组件的输出电流的大小。 太阳能组件的参数 由于硅电池晶体的温度特性，太阳能电池的最大峰值工作点会随着环境温度的升高而降低、随环境温度的降低而升高。对于12V硅电池表现为每升高1度，最大功率点电压降低0.1V。实际使用中，太阳能电池表面的温度在-45℃~70℃之间，在太阳能电池温度为70℃时，太阳能电池工作电压会降为14V。这也是为什么12V的太阳能电池设计的工作工作电压为18V的原因。显然，太阳能电池在高于25℃时，其输出功率会下降，在低于25℃下的输出功率则会相应提升。 太阳能组件的参数 标牌上关键参数如下：太阳能电池的额定峰值功率为85WP，对应的峰值电压为18V，对应的峰值电流为4.72A。这几个参数将作为太阳能电源系统的关键设计参数。 太阳能电源系统组成 离网型太阳能电源系统，一般由太阳电池方阵（包括支架）、太阳能控制器（包括稳压装置和配电单元或与其它电源系统的接口）、蓄电池组几部分组成（如框图所示） 太阳能电源系统组成 太阳能电源系统组成 太阳能电源系统组成 太阳能电源系统组成 其中太阳电池组件、控制器是决定整个系统可靠性和使用寿命的关键部分，太阳电池在系统中起着提供能量的作用，而太阳能控制器是对系统起着一种管理和控制的作用（包括对蓄电池的管理和对负载的管理及控制），蓄电池起到储能和滤波的作用。 太阳能控制器的分类 逐级投入型 脉宽调制型 变换稳压型 太阳能控制器介绍 逐级投入型通过检测蓄电池组电位的高低来调控接入蓄电池组的太阳能子阵的个数，从而调整输入到蓄电池组的充电电流，进而调控了蓄电池组的电位。 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 脉宽调制型通过脉宽调制电路，采用调整脉冲占空比的方式来达到稳定输出的目的，其比逐级投入型的控制器在控制上更为精细。 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 变换稳压型采用开关电源的工作方式设计的太阳能电源系统。电源的输入输出被设备内部的脉冲变压器隔离，使得能够在初级接入太阳能电池最大功率跟踪电路（MPPT），能够自动跟踪太阳能方阵的最大工作电压，从而获得最大输出功率。 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 等效电路图中，太阳能电池与蓄电池和负载分别在两个回路里，这与以蓄电池稳压的太阳能系统不同。太阳能电池与脉冲变压器初级串联成一个回路，由太阳能电池最大功率跟踪电路（MPPT）和PWM电路控制，可任意调节太阳能电池的输入脉冲宽度，使太阳能电池的输出电压（初级线圈的电压）接近太阳能电池最大功率工作点电压（一般48V系统在66V左右）；蓄电池（负载）和脉冲变压器次级串联成另一个回路。脉冲变压器将初级线圈上66V左右的脉冲电压变换为次级43-56V的脉冲电压，经整流滤波后，输送给蓄电池和负载。 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 太阳能控制器介绍 由于上述几个厂家的控制器采用了不同的技术，在极板、方阵的配置方面存在了差异，在维护时需要注意极板的接法。 极板的连接 日恒利、新通、新能源控制器的输入电压为70V左右，对于工作电压为17V的极板需要4块进行串联，对于工作电压为34V的极板需要2块进行串联；日恒利控制器需要将极板分为4个子方阵；新通只需接成1个方阵输入；新能源控制器一般有3个模块并联使用；需要将极板分为相同的3个方阵接入。 极板的连接 上