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太陽能光伏技術(shù)知識詳解(一)

發(fā)布時(shí)間:2011年12月30日 來源:OFweek太陽能光伏網(wǎng)

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  太陽能光伏控制器


  光伏充電控制器基本上可分為五種類型:并聯(lián)型光伏控制器、串聯(lián)型光伏控制器、脈寬調(diào)制型光伏控制器、智慧型光伏控制器和最大功率跟蹤型光伏控制器。


  1、并聯(lián)型光伏控制器。當(dāng)蓄電池充滿時(shí),利用電子部件把光伏陣列的輸出分流到內(nèi)部并聯(lián)電阻器或功率模組上去,然后以熱的形式消耗掉。并聯(lián)型光伏控制器一般用于小型、低功率系統(tǒng),例如電壓在12V、20A以內(nèi)和系統(tǒng)。這類控制器很可靠,沒有繼電器之類的機(jī)械部件。


  2、串聯(lián)型光伏控制器。利用機(jī)械繼電器控制充電過程,并在夜間切斷光伏陣列。它一般用于較高功率系統(tǒng),繼電器的容量決定充電控制器的功率等級。比較容易制造連續(xù)通電電流在45A以上的串聯(lián)型光伏控制器。


  3、脈寬調(diào)制型光伏控制器。它以PWM脈沖方式開關(guān)光伏陣列的輸入。當(dāng)蓄電池趨向充滿時(shí),脈沖的頻率和時(shí)間縮短。按照美國桑地亞國家實(shí)驗(yàn)室的研究,這種充電過程形成較完整的充電狀態(tài),它能增加光伏系統(tǒng)中蓄電池的總循環(huán)壽命。


  4、智慧型光伏控制器。基于MCU(如intel公司的MCS51系列或Microchip公司PIC系列)對光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行高速即時(shí)采集,并按照一定的控制規(guī)律由軟件程式對單路或多路光伏陣列進(jìn)行切離和接通控制。對中、大型光伏電源系統(tǒng),還可通過MCU的RS232接口配合MODEM調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行距離控制。


  5、最大功率跟蹤型控制器。將太陽能電池電壓V和電流I檢測后相乘得到功率P,然后判斷太陽能電池此時(shí)的輸出功率是否達(dá)到最大,若不在最大功率點(diǎn)運(yùn)行,剛調(diào)整脈寬,調(diào)制輸出占空比D,改變充電電流,再次進(jìn)行即時(shí)采樣,并作出是否改變占空比的判斷,通過這樣的尋優(yōu)過程可保證太陽能電池始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn),以充分利用太陽能電池方陣的輸出能量。同時(shí)采用PWN調(diào)制方式,使充電電流成為脈沖電流,以減少蓄電池的極化,提高充電效率。


  光伏逆變器


  作為一個(gè)獨(dú)立的光伏系統(tǒng),其直流發(fā)電電壓比較低,因此功率調(diào)節(jié)裝置,也就是逆變器,是絕對不可或缺的。


  在并網(wǎng)系統(tǒng)中主要使用兩種類型的逆變器來實(shí)現(xiàn)交流發(fā)電。


  ①線路整流 可以用電網(wǎng)中的信號作為同步的基準(zhǔn)。


  ②自整流 通過逆變器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)確定信號波形,然后輸入電網(wǎng)。


  也可以根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用對其分類。


  ①中央逆變器 用來對額定功率在20~400kWp范圍內(nèi)的大型光伏系統(tǒng)的輸出進(jìn)行整流。現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品具有自整流設(shè)計(jì),通過雙極性電晶體和場效應(yīng)電晶體來實(shí)現(xiàn)。


  ②串聯(lián)逆變器 只允許接收通過獨(dú)立串行輸送的信號,所以額定功率在1~3kWp。


  ③復(fù)式串聯(lián)逆變器 配備各種獨(dú)立的直流-直流逆變器,這些逆變器把信號回饋給一個(gè)中央逆變裝置。這樣的設(shè)計(jì)可以適用于各種不同的元件連接結(jié)構(gòu),從而可以使每條串聯(lián)線路上的太陽能電池都輸出最大功率。


  ④交流元件逆變器 配套安裝于每個(gè)光伏元件上,進(jìn)而將所有元件的輸出轉(zhuǎn)化成交流。

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