太阳能电源的研究设计-solarbe文库

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太阳能电源的研究设计水情遥测系统采集数据测量站点不少处于地形环境十分复杂、交通不便、传输距离远、无电网供电的地方。作者在设计完成的一点二址的水情遥测系统中，对其中的一站点电源设计选用太阳能对蓄电池进行浮充的电源方案，现介绍如下。首先，数据采集仪器应采用低功能耗的。其次，选择的太阳能发电板和蓄电池应是经济、可靠性的。既要防止太阳能发电板在阴雨期容量不够，达不到测量目的，又要避免容量过大，造成浪费。一、关于硅太阳能发电板容量硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率 WP。太阳能发电功率量值取决于负载 24h 所能消耗的电力 HWH，由负载额定电源与负载 24h 所消耗的电力，决定了负载 24h 消耗的容量 PAH，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池阵列工作电流 IPA。由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压 VF V，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压 VT v及反充二极管 P-N 结的压降 VDV所造成的影响，则可计算出太阳能电池阵列的工作电压 VPV，由太阳电池阵列工作电源 IPA与工作电压 VPV，便可决定平板式太阳能板发电功率 WPW，从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量 WP 与太阳能电池阵列工作电压 VP，确定硅电池平板的串联块数与并联组数。太阳能电池阵列的具体设计步骤如下１.计算负载 24h 消耗容量 P。 PH/V V负载额定电源 2.选定每天日照时数 TH。 3.计算太阳能阵列工作电流。 IPP1Q/T Q按阴雨期富余系数，Q0.21～1.00 4.确定蓄电池浮充电压 VF。镉镍ＧＮ和铅酸ＣＳ蓄电池的单体浮充电压分别为 1.4～1.6V 和 2.2V。 5.太阳能电池温度补偿电压 VT。 VT2.1/430T-25VF 6.计算太阳能电池阵列工作电压 VP。 VPVFVDVT 其中 VD0.5～0.7 约等于 VF 7.太阳电池阵列输出功率ＷＰ 平板式太阳能电板。 WPIPUP 8.根据 VP、WP 在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。二、关于蓄电池的容量计算蓄电池的容量由下列因素决定 1.蓄电池单独工作天数。在特殊气候条件下，蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的 20。 2.蓄电池每天放电量。对于日负载稳定且要求不高的场合，日放电周期深度可限制在蓄电池所剩容量占额定容量的 80。 3.蓄电池要有足够的容量，以保证不会因过充电所造成的失水。一般在选蓄电池容量时，只要蓄电池容量大于太阳能发电板峰值电流的 25 倍，则蓄电池在充电时就不会造成失水。 4.蓄电池自身漏掉的电能。随着电池使用时间的增长及电池温度的升高，自放电率会增加。对于新的电池自放电率通常小于容量的 5，但对于旧的质量不好的电池，自放电率可增至每月 10～15。在水情遥测系统中，连续阴雨天的长短决定了蓄电池的容量，由遥测设备在连续阴雨天中所消耗能量 安时数 加上 20因子，再加上 10电池自放电能 安时数，便可计算出蓄电池的容量源。按照两种容量方案的计算，作者计算完成了太阳能电源的设计 1.测站的主要参数每隔 5min 发射一次数据，发射时间 2Sec；发射机输入电压 DC13.8V，输出电流 5A；当地日照时数 7～8h。 2.测站蓄电池容量经计算得出为 38AH。 3.测站太阳能电池容量阵列输出功率 WP W 为 25～35w。综合以上结果，太阳能电源设计值为蓄电池采用铅酸蓄电池，容量 38AH，采用 2 个容量 20AH 并联形式；太阳能电池阵列输出功率 25～35W，采用标准块板 一块输出容量 25～38W，一块正好。三、太阳能电源安装使用中注意的问题 1.阵列板选择安装在周围无高大建筑物、树木、电线杆等无遮挡太阳光和避风处。 2.太阳能电池阵列板配套的蓄电池在第一次使用时，要先充电到额定容量，不可过充或过放。 3.注意定期的维护工作。此电源系统经济可靠，安装方便，利于维护，在实践中取得了满意的效果。