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太阳能离网控制器选择方法
点击次数:1 发布时间:2020-11-25

       太阳的光线出现在生活中的每一个地方,人们的生活已经离不开太阳,太阳能不仅为植物生长提供光源,而且也能为人类提供能源,现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。在太阳能离网系统中,光伏控制器的作用是把光伏组件发出来的电,经过变换,存于蓄电池之中,除此之外,还有保护蓄电池,防止蓄电池过充等功能。目前控制器主要有两种技术路线工业控制板开发:脉冲宽度调试(PWM)方式和最大功率点跟踪(MPPT)方式,每种方式都有其优点和缺点,可根据不同场景去选择。

 

       1、PWM控制器

 

       早期的光伏控制器都是PWM的,这种电气结构简单,控制器由一个功率主开关和电容以及驱动和保护电路组成,通过开关管的PWM占空比,来控制输出电压。

 

       PWM控制器,连接太阳能阵列和电池板之间只有一个开关,随着电池被逐渐充满,电池电压升高,PWM控制器会逐渐减少提供的给电池的电量,光伏输出不一样会按最大功率输出。PWM控制器,具有蓄电池充放电管理功能,PCBA方案开发能防止蓄电池过充和过放。

 

       由于PWM型控制器太阳能组件和蓄电池之间只有一个开关相连接,中间没有电感等分压装置,因此在设计时,组件的电压大约为蓄电池的电压1.2-2.0倍,如24V的蓄电池,组件输入电压在30-50V之间,每串只能配一块组件,48V的蓄电池,组件输入电压在60-80V之间,每串只能配两块组件。

 

       2、MPPT控制器

 

       MPPT控制器是第二代太阳能控制器,同PWM控制器相比,它多了一个电感和功率二极管,因此功能更强大。

 

       一是它具有最大功率跟踪功能,在蓄电池充电期间,太阳能组件能以最大功率输出,除非电池达到饱和状态;二是光伏组件的电压范围宽,控制器中间有一个功率开关管和电感等电路,组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间,如果是24V的蓄电池,组件输入电压在30-80V之间,汽车整车控制器每串可以配一到两块组件,如果是48V的蓄电池,组件输入电压在60-110V之间,每串可以配两到三块组件。

 

       如何选择PWM和MPPT控制器

 

       PWM和MPPT控制器都有自身独特的优点和缺点,选择哪种方案取决于太阳能光伏阵列的设计特性、成本以及外部环境等条件。车载DCDC转换器当我们选择时要重点考虑以下几点因素:

 

       PWM方式技术成熟,电路简单可靠,价格便宜,但组件的利用率较低。组件的利用率约为80%以上;MPPT太阳能控制器,指具备最大功率点跟踪功能的太阳能控制器,组件和蓄电池之间有一个BUCK降压电路,MCU开发组件的利用率约为90%以上。

 

       2kW以下的小型离网系统,主要用户是贫困无电地区,如偏远山区,非洲某些贫困国家,主要是解决照明的需求,用户对价格很敏感,因此建议采用PWM的控制器,修正波的逆变器,把控制器、逆变器和蓄电池做成一体。这种方式结构简单,效率高,用户接线方便,价格也很便宜,带动灯泡、小电视、小风扇也没有问题。

 

       2kW以上的离网系统,建议采用MPPT控制器,组件利用率高,整机效率高,组件配置也比较灵活。总的来讲,没有哪一种技术是最好的,因此对于用户来说,应该听从专家的意见,确保选择正确的控制器来满足自己的需要。如果某一天人们能高效利用太阳能,相信能解决很大的能源问题,单片机开发毕竟太阳能是符合可持续发展战略的,能保证人类的永续发展,需要我们科研人员更加努力。


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