離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電源電子解決方案
圖6中的分布式架構(gòu)更靈活,可支持不斷變化的負(fù)載需求。在這種情況下,可使用太陽能直流/直流轉(zhuǎn)換器支持能量存儲軌(即充電),直流/直流轉(zhuǎn)換器可支持負(fù)載需求。這種方法的缺點(diǎn)是始終有兩次電源轉(zhuǎn)換。但總的來說,如果預(yù)計(jì)太陽能陣列和負(fù)載同時(shí)工作,則這是最優(yōu)的解決方案。
簡單示例
在從高階角度查看電源結(jié)構(gòu)后,我們現(xiàn)在來看一個(gè)簡單的低功耗示例。設(shè)想一個(gè)可經(jīng)常在施工桶或混凝土護(hù)欄頂部看到的“施工區(qū)危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈”。從高階角度看,報(bào)警閃光燈僅在夜晚工作,電池將在所有其它時(shí)間充電。這種特性允許我們使用公共母線架構(gòu),因?yàn)閳?bào)警閃光燈或者在充電,或者在閃爍,兩種操作不會同時(shí)進(jìn)行。我們可以將太陽能直流/直流轉(zhuǎn)換器、雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器和負(fù)載控制合并成一個(gè)單獨(dú)的雙向轉(zhuǎn)換器來進(jìn)一步簡化拓?fù)?。圖6給出了建議的電路設(shè)計(jì)。
圖6:建議的電路圖
建議的電路設(shè)計(jì)采用Microchip的PIC16F690單片機(jī)和兩個(gè)MCP1630模擬PWM控制器來驅(qū)動雙向反激式轉(zhuǎn)換器。在白天,此配置使用太陽能作為輸入并對電池充電。在夜晚,由于在太陽能陣列上檢測到的能量低到可忽略不計(jì),轉(zhuǎn)換器開始按照編程的“閃爍”模式為LED燈供電。表1列出了這些假設(shè)和計(jì)算結(jié)果。
表1:應(yīng)用假設(shè)和結(jié)果
結(jié)論
分布式應(yīng)用將繼續(xù)利用太陽能安裝成本不斷降低這一趨勢。最終應(yīng)用需求將對系統(tǒng)拓?fù)淦饹Q定作用并突出關(guān)鍵的性能權(quán)衡問題?;趩纹瑱C(jī)的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)在支持各種最終應(yīng)用以及支持光伏太陽能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展方面具有極大的靈活性。這種靈活性意味著當(dāng)前的設(shè)計(jì)在未來仍有可用性
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