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光伏照明三大技术瓶颈 控制器、镇流器、储能装置 无锡尚德太阳能电力有限公司 孟昭渊 摘要 太阳能光伏照明的技术瓶颈在哪里？目前尚没有统一的看法。经过我们的研究，应该是控制器、电子镇流器和蓄电池，而不是通常大家认为的是太阳电池和光源，太阳电池和光源从来都不是影响太阳能光伏照明的技术瓶颈。 本文就是对以上的观点进行论述。 关键词 太阳电池 控制器 镇流器 磷酸铁锂蓄电池 飞轮电池 太阳能光伏照明技术最近几年在道路照明领域得到了推广和应用，受到了广泛的关注，光伏照明装置已经广泛应用在“村村通电”、“乡乡通电”、“城市亮化”、“社会主义新农村建设”等工程建设中，为缺电、少电地区的群众送去光明，为城乡节约能源、美化环境做出贡献。但是由于关键技术问题存在缺陷，盲目上马，频频出现的质量事故，又给产业的发展造成很大的阻力。 究竟是什么是造成太阳能照明装置可靠性不高的主要原因？它的技术瓶颈究竟在哪里？至今尚没有一个统一的认识，有人认为太阳能照明装置的可靠不高的主要原因是由于光源的可靠性造成的，其理由是在太阳能照明装置中，光源特别容易是损坏；也有人认为太阳能照明装置的可靠不高的主要原因是由于蓄电池的质量不好的原因，理由是再好的蓄电池，3-5年就报废了，而蓄电池的价格又特别昂贵。而我们认为主要是因为控制、电子镇流器和通常大家选择的铅酸蓄电池的技术指标达不到道路照明——这个特殊工作环境中的特殊要求所致。与光源几乎没有关系。 下面将对这个问题进行分析，并且提出解决问题的方法。 1：控制器 1.1控制器对光源的影响 光源的损坏往往也产生于控制器，大家知道，旧的蓄电池或者放电快要结束的蓄电池的负载能力都比较差，电光源的启动电流往往是工作电流的10-20倍，过大峰值的电流会让蓄电池的端电压迅速下降到放电截止电压以下，控制器保护功能开始起作用，蓄电池开始恢复性升压，如果控制器的回差设计的不合理，电光源将又开始启动，这样反复启动、闪烁，如果光源不是LED，其它光源都会加速损坏。 合理控制蓄电池放电保护的回差电压值是一个比较复杂的问题，这是因为蓄电池的参数在整个使用寿命期间是一个变量，无论是充放电效率还是蓄电池的内阻、新旧之间相差甚远， 如果要兼顾新蓄电池和旧蓄电池的一个回差，并不是容易的事情。 1.2 控制器对蓄电池的影响 目前太阳能光明装置所使用的蓄电池基本上是“免维护蓄电池”和“密闭蓄电池” 免维护蓄电池并不是不需要维护，只不过是维护周期延长了，并不是真正的免维护。为了“免维护”和“密闭”在技术上这两种蓄电池必须防止电池失水、以及把蓄电池充放电过程中产生的气体重新组合成水；这两种蓄电池的的电极和隔板和普通蓄电池的电极和隔板是不一样的——不能够出现过充电，过充电是这类蓄电池的“第一杀手”。 同时，蓄电池还不能够过充电过放电，一次严重的过电放电就有可能造成蓄电池的永久性损坏。 控制器就承担着保护蓄电池既不能够过充电也不能够过放电的任务，并且是在整个太阳能路灯的使用期间内，不能够有一次误动作；要知道，一次失误就有可能造成整个太阳能路灯的损坏。另外，不同的温度条件下，过充电、过放电的电压控制点是不一样的，这一点也需要控制器来补偿。 1.3控制器对太阳电池的影响 一般来说，控制器的好坏是影响不了太阳电池的使用寿命的。但是在一种特殊的情况下，控制器可能造成太阳电池的损坏。 为了控制太阳电池不对蓄电池过充电，通常是在蓄电池充满电以后将太阳电池断开或者是将太阳电池的正负极直接短路。对于小型光伏控制器，为了电路简单，经常采用正负极直接短路的办法，这样做在正常情况下是可以的。但是，如果太阳电池本身有瑕疵（一些没有资质的小型太阳电池组件加工厂经常会这样），过大的短路电流长时间工作就会让太阳电池损坏，所以太阳能路灯控制器最好是采用在蓄电池充满电以后将太阳电池断开的控制方法。 1.4通常控制器存在的问题及解决方法 1.4.1完全由硬件控制 这几年在北京社会主义新农村建设中的太阳能道路照明工程中，有一家生产厂的控制器大家反应比较好，故障率低；我们研究以后发现这种控制器完全是由硬件制造的，结构简单，运行可靠。缺点是功能比较简单，控制精度低。虽然控制器完全是由硬件制造在技术上是一种倒退，但是在实际使用中，它的可靠性明显高于由计算机控制的系统。 1.4.2外部硬件强制复位 用单片机制造控制器是太阳能道路照明技术的必由之路。单片机的强大功能以及低廉的价格非常适合制造控制器。但是软件设计上的缺陷或者单片机内核的缺陷在太阳能道路照明系统的恶劣环境中，出现“死机”的现象比较普遍。其中包括各种电磁干扰，以及连续阴雨天气蓄电池电压过低，单片机“失电”等等情况。我们用硬件在每天天亮时给单片机进行一次强制复位，可以基本上解决单片机程序跑飞，进入死循环的问题。 1.4.3全