一、系统主要组成部分
系统主要组成部分包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、逆变器、太阳能电池方阵龙门支架、电箱、电缆等。
二、控制系统说明
2.1、控制器的由来
控制系统是由我司专门为本项目工程,量身定做设计出来的专用控制器.
智能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,白天将太阳能电池所发的电通过控制器,给逆变器提供电源输出给负载,同时将多余的电给蓄电池进行充电,在阴雨天情况下,太阳能给蓄电池充电不足的时候,蓄电池里的电量通过控制器继续提供给负载
控制器采用采用美国MICROCHIP公司的处理器作为主控芯片,配合美国IR公司的功率半导体,为整个系统提高优良的可靠性设计。
2.2、专用智能控制器的优点及功能如下:(以下都是针对24V电源系统进行分析)
1) 通过一种新型的特殊运算
通过一种新型的特殊运算,控制器能够熟悉蓄电池的充放电特性曲线。自动为蓄电池提供最佳的工作状态,使蓄电池能以理想的工作状态来使用,有效延长其使用寿命。
2) 过充电保护
频繁的过充电会损伤蓄电池.充电过程和过充电保护是由一种新型的带脉冲宽度调节(PWM)的混合电路来控制的,以确保对电池的平缓充电.
3) 充电规则
通过一种特殊的测量方法,以太阳能充电优先的规则,最大限度的多将太阳能所发的电量给蓄电池存储起来,蓄电池缺电的几率,达到节能环保的目的。
4) 最终充电电压的温度跟踪 (温度补偿功能)
铅酸电池的理想最终充电电压随着电池温度的提高而降低.当温度升高到一定程度时,一个固定的最终充电电压会使电池持续地过充电,导致无法控制的气化.温度跟踪会在温度高时降低最终充电电压,而再温度低时提高最终充电电压.电池温度补偿系数的范围设置在5.0mV/℃.cell。带集成感应的温度跟踪功能在循环和均衡充电时启动.出于对负载安全的保护,最终充电电压永远不会超过(对于24V系统为28.8V,对于12V系统为14.4V)28.8V(例如,低温时的均衡充电).
5) 过放电保护
过放电会导致蓄电池容量的损失.过放保护电压: 22-22.5V,过放电保护功能可以自动切断负载,而当充电状态恢复到50%以上后,负载又会被自动接通.
6) 蓄电池反接保护
当蓄电池由某种原因接反、接错时,自动断开后和级电路,保护后级电路免受损坏。
7) 过载保护
由主控微处理器实时检测电路系统得运行状况,一旦发现持续过载3秒以上,自动切断负载,保护系统。
8) 过热保护
主要针对充电时期的一些功率半导体所散发的热量,控制系统外壳采用高导热铝合金外壳,配合高性能的散热轴流风扇,将电路工作时产生的热量有效的排出。当系统核心超过100℃以上,自动限制充电电流,以免发生过热烧毁。
9) 防雷击
控制系统外壳可靠接地,并且接地电阻<4Ω。
10) 安全与防护
电路高压部分与低压部分隔离、输入部分与输出部分隔离,在电路上更加具有安全性,不会对人身安区造成危险。
2.3、智能控制器主要技术参数如下:
1)过充保护电压:DC28-29V (可编程设定)
2)过放保护电压:DC22-22.5V (可编程设定)
3)充充电电流:10-100A (可编程设定)
5)输出过载保护电流:100A
6)过热保护:100℃
7)无触点开关额定电流;20-80A
三、太阳能电池组件的设计
3.1、太阳能电池的工作原理
太阳能电池板是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。太阳 光照在太阳能电池硅片上,电池的正负极通过一个电路回路就形成了电流。
3.2、太阳能电池主要技术参数
组件最大功率 | 100W-1000W |
功率误差 | ±5% |
电池片类型 | 单晶硅 |
转换效率 | >17% |
工作电压 | 依据功率 |
工作电流 | 依据功率 |
开路电压 | 依据功率 |
短路电流 | 依据功率 |
反向二极管数量 | 2 |
二极管型号 | 10A10 |
四、正弦波逆变器
4.1、正弦波逆变器功能
当需要用电时,控制器通过无触点开关接通提供给逆变器直流24V的电源,逆变器得电开始工作,输出220V,频率为50Hz/60 Hz的交流电给后面的用电器。控制器检测在太阳能发电充足的情况下,直接将太阳能所发的电提供给逆变器,减少能量在传输过程中的环节,从而减少能量的损失。逆变器的额定功率应是负载功率的2倍以上,以满足一些感性设备在启动过程中需要大电流的要求。
1) 低压保护
当系统电压低于22V时,逆变器将会自动关闭,并且发出报警声音,以免造成对蓄电池的损害。系统工作过程中,由于控制器也是一直在监测着系统电压,当系统电压低于22V时也会关断负载,这样就形成一个双重保护措施。
2) 过压保护
当电路由于某种原因产生过高的电压(>30V)时,逆变器自动断开,防止这一过高的电压损坏内部的电子线路。当电压回归正常的水平时,逆变器又能自动启动。
3) 过载保护
当逆变器输出到节能灯的回路上存在短路故障或者负载过重时,连续超过30S,逆变器将自动关闭输出。由于启动时如果是感性负载,启动电流会是正常工作的2倍以上,启动成功之后,电流将回到正常水平。所以在启动初期可以允许过载,直到负载完全正常工作。
4) 过热保护
逆变器工作时如果温度较高,当超过45℃以上时,内部的散热风扇自动启动,强制对内部电子线路进行散热,以保护机内器件免受过热损坏。
u 主要技术参数
1)额定输出电压:220VAC
2)输出电压精度:±5%
3)额定输出功率:100W~3000W (视负载总功率情况而定)
4)峰值输出功率:额定功率的2倍
5)额定输出频率:50Hz/60 Hz
6)输出频率精度:±1Hz
7)输出波形:纯正正弦波 波形失真:<3%
8)最高效率:>92%
9)低压保护:22V
10)高压保护:30V
11)工作环境温度:-40℃-+85℃
工作时间:4~6小时/天,连续3个阴雨天正常供电
生产周期:七个工作日