您当前的位置:五五电子网电子知识单元电路稳压-电源电路改变太阳能电池板串并联 延长充电时间 正文
改变太阳能电池板串并联 延长充电时间

改变太阳能电池板串并联 延长充电时间

点击数:7657 次   录入时间:03-04 11:40:50   整理:http://www.55dianzi.com   稳压-电源电路

  想充分利用太阳能电池板发电,对蓄电池进行充电。就是要将板面设置为与太阳光线垂直,才可以得到最大的日照效益。我国处于北半球,则将电池板面朝南,其电池板的平面与地平面的仰角在24度左右,可以得到最大照度。而每天从早到晚,太阳光线与电池板的夹角,又是不断的变化!
  
  无所适从?只能搞一个自动跟踪器,象向日葵一样。这样,系统复杂化了?小功率的太阳能电池板,电都没有发出来,自己就消耗完了。那岂不是是劳民伤财,不现实。本文通过改变太阳能电池板串、并联的方法,从另外一个角度,使太阳能电池的输出达到最大化。
  
  由于太阳能电池产生的电压并不是时刻处于最大点附近,太阳能电池输出特性是非线性的,有点像交流正弦波的变化。如某厂家的10瓦太阳能电池板产品参数:最大输出功率:10瓦;工作电压:17伏;工作电流:0.59安;短路电流:0.65安;开路电压:21.5伏。
  
  测试条件:AM1.5(光谱分怖),IOOOW/m(阳光照度).250C简单的说,就是中午日照直射时的数据,显然在早晚、或者阴雨天是达不到这个指标的,从而造成太阳能电池板的空置浪费(见下图)。

4155

  当太阳能电池板的电压大于蓄电池的电压时,可以进行充电。最简单的接法就是在太阳能电池板与蓄电池之间,串接一个低压降的肖特基二极管如1N5819。
  
  也可以在网上购买分体元件,自己DIY组装系统,如下图所示为网上的结构。

网上的结构


  
  10W太阳能电池板约80元,太阳能控制器45元,2A蓄电池80元。但是,这种1:1对冲方式,当太阳能电池板的电压等于或小于蓄电池的电压时,就不能进行充电。特别是,那些安装在楼房中低层,阳台上的太阳能电池板,效率更低。
  
  太阳能电池板的内阻是挺大的,而且光照越弱内阻越大.相当于一个高内阻的电流源。小功率的太阳能电池板输出端瞬间短路,是不会损害的。
  
  而当太阳能电池板的电压等于或小于蓄电池的电压时,就不能进行充电。阴影面积为可充电的时段,可见太阳能电池板的利用效率是很低的。再碰上阴雨天,或者低楼层安装太阳能电池板,那利用效率更低。如何提高使用效率。
  
  本文跟踪电压的变化进行切换,即改变太阳能电池板的串、并联接法,一种创新的思路,有效地提高了太阳能电池板的工作效率。当太阳能电池板的电压等于或小于蓄电池的电压时,控制系统检测到这个信号,小继电器动作,把两个并联接法的太阳能电池板改成串联,又满足了太阳能电池板的电压大于蓄电池的电压的条件,充电得以继续。
  
  一般使用在白天用12V的换气风扇,晚上LED照明。基本上连续不断的使用,再加上用锂电池等好电池,这种方式,如图四所示的简单电路,就基本满足蓄电池充电的需要。
  
  电路初始投入有光照时,红发光二极管D1稳压,并指示有光照,能够发电。使晶体管T2的基极电压恒定,从而使基极电流恒定。再使晶体管T1电流也恒定,此恒流源接法。调节电阻R2、R3的阻值,电流最大调到300—800mA间,利于蓄电池不发热的要求。太阳能电池板的并联接法时,对应光照最强时段,能提供最大的电流。光照减弱时,自动切换到串联电路,把单个的电池板不能充电的情况,又变成继续充电的状态,延长了充电时间。电阻R4、R5的分压点的电压,随光照减少而降低到6V左右时,门限二极管D2击穿,晶体管T3导通,小继电器吸合(见下图)。

小继电器吸合


  
  在如下图所示的电路原理中;10瓦的太阳能电池板是串、并联接法.以维持其高势能的结构。蓄电池采用聚合物锂离子电芯,DC12V、5000mAh.工作电流1A。具有内阻小,容量大,循环次数多,无记忆效应等优点。内部电路为多重保护设计,能防止过充,过放,过流等优异的性能。因而此处不再考虑这些功能,以免重复。若换大太阳能电池板和蓄电池组,对应的充电晶体管T1,改成5A大的。
  
  电路初始投入有光照时,使晶体管T1导通,对蓄电池进行恒流充电,蓄电池电压逐渐增加。并对三端稳压器供电,提供6V的工作电压。
  
  当太阳光照较少时,其电位也低,电阻R13检测到后,滞迥比较运放IC-3的反向端的电位,低于同向端的电位时,运放IC-3输出端翻转成高电位,晶体管T3导通,小继电器J吸合。太阳能电池板由并联接法,变成串联接法。模拟调试时,用一个蓄电池(假设有12V电压),接在太阳能电池板(此时断开)的位置,调节电阻R13、R14的分压点电位,刚好低于二极管D3的地位,运放输出端翻转成高电位。再把电阻R13阻值减小,检查运放输出端是否翻转回低电位,OK。同向端的电位由绿发光二极管D3稳压,通过隔离电阻R4、R8、R12,作三个运放的基准比较电压。电容C2起退耦作用。
  
  由于太阳能电池板是串并联接法,其端电压的变化在0-40V间。则晶体管T2采用恒流源接法,可克服这种变化。太阳光在早晚或阴雨天光照减弱时.单个太阳能电池板端电压降低到7V左右,串联后就是14V,继续维持晶体管T1的恒流充电。串联后内阻较高,可能充电电流较水,随着光照的增加而增大。但其端电压加在了晶体管T1的ce结上,最大到24V左右,功耗较大,晶体管T1必须加散热板。太阳能电池板端电压降落到低于蓄电池电压时,或者夜晚,晶体管T1反偏而截止,阻止回流。蓄电池极少量回流给控制提供电源,也算放浮电。
  
  当蓄电池电压逐渐增加到11V时,电阻R5检测到后,比较运放IC-I的反向端的电位,高于同向端的电位时,运放IC-1输出端翻转成低电位。分流晶体管12的基极电流,调节电阻R4的阻值,使晶体管T1的电流,由800mA降到300mA,进入浮充电状态。运放IC-1输出端的二极管D2,避免其高电位对晶体管T2的基极电流加大,只低电位有效。
  
  在浮冲后,蓄电池电压再逐渐增加到14V时,电阻R9检测到后,滞迥比较运放IC-2的反向端的电位,高于同向端的电位时,滞迥比较运放IC-2输出端翻转成低电位,使晶体管T2的基极电流基本为零,晶体管T2截止,晶体管T1也截止,对蓄电池充电停止。运放IC-2输出端的二极管D4.作用同上。运放IC-2接成滞迥特性,是避免运放IC-2来回翻转。特别是带小继电器的运放IC-3.小继电器更不宜频繁吸合。太阳能电池板在夜晚后,就会停止充电,所有在蓄电池电压回落到11V左右时,又翻回去,等待再进入充电状态。

428814




本文关键字:延长  太阳能  电池板  稳压-电源电路单元电路 - 稳压-电源电路

《改变太阳能电池板串并联 延长充电时间》相关文章>>>