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如何選擇太陽(yáng)能控制器
1.概述
廣泛應(yīng)用的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏組件、太陽(yáng)能控制器（或者充電器）、蓄電池和負(fù)載構(gòu)成。其中協(xié)調(diào)光伏組件、蓄電池、負(fù)載等各個(gè)環(huán)節(jié)工作的是太陽(yáng)能控制器（或者充電器），可以說(shuō)太陽(yáng)能控制器（或者充電器）是整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的大腦，指揮中心，雖然在系統(tǒng)成本中占的比例非常小，但發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此整個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)能否體現(xiàn)出最大價(jià)值，選擇好太陽(yáng)能控制器是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
2.太陽(yáng)能控制器分類
市場(chǎng)上流行的太陽(yáng)能控制器，主要有普通太陽(yáng)能控制器、PWM太陽(yáng)能控制器和MPPT太陽(yáng)能控制器。
普通太陽(yáng)能控制器，是第一代技術(shù)，工作原理是直接把太陽(yáng)能電池板的輸出掛到電池端口，當(dāng)蓄電池充足后就斷開(kāi)，因?yàn)樾铍姵貎?nèi)阻的原因，很難把蓄電池充滿，而且太陽(yáng)能電池板沒(méi)有完全利用起來(lái)，MPPT跟蹤效率為只有70～76%，已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰，基本上很少有人用。
PWM太陽(yáng)能控制器，是第二代技術(shù)，現(xiàn)在市場(chǎng)上最多，工作方式是采用PWM控制方式，相對(duì)于普通太陽(yáng)能控制器，已經(jīng)進(jìn)步了很多，可以解決電池充不滿的問(wèn)題，MPPT跟蹤效率為75～80%，但太陽(yáng)能電池板沒(méi)有完全利用起來(lái)。
MPPT太陽(yáng)能控制器，是第三代技術(shù)，最高端的太陽(yáng)能控制器。MPPT太陽(yáng)能控制器,是指具備“最大功率點(diǎn)跟蹤”（Maximum Power Point Tracking）功能的太陽(yáng)能控制器，是PWM太陽(yáng)能控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品，MPPT太陽(yáng)能控制器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能板電壓和電流，并不斷追蹤最大功率（P=U*I），使系統(tǒng)始終以最大功率對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，MPPT跟蹤效率為99%，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率高達(dá)到97%，并且對(duì)電池?fù)碛袃?yōu)秀的管理，分為MPPT充電、恒壓均充電和恒壓浮充電。隨著技術(shù)的進(jìn)步和能源的節(jié)約，MPPT太陽(yáng)能控制器取代傳統(tǒng)PWM太陽(yáng)能控制器的趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的。 表一 幾種太陽(yáng)能控制器的比較
MPPT 蓄電池 技術(shù)難度成本 技術(shù)水平 市場(chǎng)接
跟蹤效率 充電管理受程度
普通太陽(yáng)70～76% 充不滿 低 低 第一代 淘汰 能控制器
PWM太陽(yáng)75～80% 優(yōu)秀 中 中 第二代 廣泛 能控制器 應(yīng)用中 MPPT太陽(yáng)98～99% 非常優(yōu)秀高 高 第三代 正在 能控制器 接受中 總之，MPPT太陽(yáng)能控制器，勢(shì)必會(huì)最終取代傳統(tǒng)太陽(yáng)能控制器。
3.MPPT太陽(yáng)能控制器（充電器）的工作原理
圖1 PV輸出功率與電壓曲線
圖1是某著名光伏組件的240W太陽(yáng)能電池板的輸出功率和輸出電壓的曲線（類似拋物線的曲線），我們可以看出：
輸出功率與輸出電壓關(guān)系密切�；旧显谳敵鰹�30V左右，輸出功率為達(dá)到最大。如果采用PWM控制器，給24V蓄電池充電，PWM控制器給電池充電的時(shí)候，強(qiáng)行把PV加在蓄電池端口充電，當(dāng)蓄電池為24V的時(shí)候，PV輸出電壓就只有24V，這個(gè)時(shí)候PV沒(méi)有在最大功率點(diǎn)，當(dāng)蓄電池為20V的時(shí)候，就更加偏離了。而MPPT太陽(yáng)能控制器始終保持PV輸出電壓在30V左右，并且不斷跟蹤，尋找最大點(diǎn)，也就是始終讓PV工作在最大功率點(diǎn)處。
4.選擇MPPT太陽(yáng)能控制器（充電器）的經(jīng)濟(jì)效益
現(xiàn)在以舉例來(lái)說(shuō)明用MPPT控制器的經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)在要建設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，每天有效光照時(shí)間為6小時(shí)，要求每天給24V蓄電池充電1.2KW，下面設(shè)計(jì)出兩套方案，一種采用PWM太陽(yáng)能控制器，一種采用MPPT太陽(yáng)能控制器。
方案一：采用PWM太陽(yáng)能控制器
每天6小時(shí)要充電1.2KWh，也就是每小時(shí)充電功率為：P=1200/6=200WPWM太陽(yáng)能控制器的轉(zhuǎn)換效率為99%，MPPT跟蹤效率為78%，則需要太陽(yáng)能光伏板功率為：Ppv=200/#url#
總體費(fèi)用為：
選擇24V10A的PWM控制器，采用現(xiàn)在市場(chǎng)價(jià)格：100RMB
太陽(yáng)能電池板功率選擇260W，價(jià)格為：260*5=1300RMB
蓄電池，兩種方案用的電池都一樣，因此價(jià)格也一樣，在這就不計(jì)算了。PWM控制器+太陽(yáng)能電池板，總價(jià)格為：100+1300=1400RMB
方案二：采用MPPT太陽(yáng)能控制器
每天6小時(shí)要充電1.2KWh，也就是每小時(shí)充電功率為：P=1200/6=200W
PWM太陽(yáng)能控制器的轉(zhuǎn)換效率為98%，MPPT跟蹤效率為99%，則需要太陽(yáng)能光伏板功率為：Ppv=200/#url#
總體費(fèi)用為：
選擇24V10A的MPPT太陽(yáng)能控制器，采用現(xiàn)在市場(chǎng)價(jià)格：200RMB
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太陽(yáng)能電池板功率選擇206W，價(jià)格為：206*5=1030RMB
蓄電池，兩種方案用的電池都一樣，因此價(jià)格也一樣，在這就不計(jì)算了。MPPT太陽(yáng)能控制器+太陽(yáng)能電池板，總價(jià)格為：200+1030=1230RMB
從上面的數(shù)據(jù)來(lái)看，系統(tǒng)節(jié)約1400-1230=170RMB，還不用考慮260W太陽(yáng)能電池板比206W太陽(yáng)能電池板的安裝費(fèi)用更高，運(yùn)輸費(fèi)用更高，MPPT太陽(yáng)能控制器的優(yōu)勢(shì)就已經(jīng)顯示出來(lái)了。換句話說(shuō)，如果您選擇了PWM太陽(yáng)能控制器，就讓您至少損失了170RMB，甚至免費(fèi)送一個(gè)PWM控制器給您，也讓您至少損失了70RMB，這就是MPPT太陽(yáng)能控制器的經(jīng)濟(jì)效益。
新事物的推廣，不僅需要客戶的逐漸認(rèn)識(shí)，更需要各方專業(yè)人士的推廣。但MPPT太陽(yáng)能控制器同時(shí)也面臨著太陽(yáng)能電池板廠家的不主動(dòng)推廣，因?yàn)镸PPT太陽(yáng)能控制器把系統(tǒng)效率提高上去了，那么太陽(yáng)能光伏板的需求就會(huì)少了。但深圳市振源電氣有限公司始終站到客戶的角度，始終把“能夠?yàn)榭蛻籼峁└咝詢r(jià)比的產(chǎn)品和服務(wù)”當(dāng)成公司追求的目標(biāo)。
如何選擇太陽(yáng)能控制器 [篇2]
太陽(yáng)能路燈控制器的選擇
從事太陽(yáng)能行業(yè)多年，認(rèn)識(shí)了很多朋友，很多公司都是從傳統(tǒng)的市電路燈或者其他領(lǐng)域轉(zhuǎn)到太陽(yáng)能行業(yè)，一些朋友在施工過(guò)程中以及在使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)很多問(wèn)題，主要還是對(duì)太陽(yáng)能路燈的配置組合以及相關(guān)輔件應(yīng)用掌握的不夠。
首先就控制器的問(wèn)題進(jìn)行探討，控制器在整個(gè)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中，所占成本比很低，一般在120元－200元左右，雖然看上去是個(gè)不起眼的小物件，但卻承擔(dān)著很大的作用，如果選擇不好則會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命大打折扣，而一款相對(duì)成熟的控制器還可以通過(guò)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)降低整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)，達(dá)到節(jié)約成本的目的。
下面我們將常規(guī)控制器與工業(yè)版控制器的部分主要性能做一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比：
針對(duì)以上功能的對(duì)照，以下做一些分析
一：退出保護(hù)電壓
一些客戶經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能路燈在亮了一段時(shí)間后，尤其是連續(xù)陰雨天之后，路燈就會(huì)連續(xù)幾天甚至很多天不亮，檢測(cè)蓄電池電壓也正常，控制器、燈也都沒(méi)有故障。
這個(gè)問(wèn)題曾經(jīng)讓很多工程商疑惑，其實(shí)這個(gè)是“退出欠壓保護(hù)”的電壓值的問(wèn)題，這個(gè)值設(shè)置的越高，在欠壓后的恢復(fù)時(shí)間越長(zhǎng)，也就造成了很多天都無(wú)法亮燈。
就這個(gè)問(wèn)題，工業(yè)版控制器讓每個(gè)客戶可以根據(jù)配置來(lái)設(shè)定退出保護(hù)的電壓值。但值得注意的是電池板的配置一定要合理，如果電池板每天的充電量不能滿足當(dāng)夜的放電量，長(zhǎng)此以往，蓄電池經(jīng)常處于深度放電，壽命則大大縮短，所以電池板的配置一定要放大余量，電池板的配置越大，退出保護(hù)的電壓就可以設(shè)的越低，這樣不會(huì)造成對(duì)蓄電池的影響。
二：led燈恒電流輸出
led由于自身的特性，必須要通過(guò)技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行恒流或限流，否則無(wú)法正常使用。常見(jiàn)的led燈都是通過(guò)另加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電源來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)led燈的恒流，但是這個(gè)驅(qū)動(dòng)卻占到整個(gè)燈總功率的10％-20％左右，比如一個(gè)理論值42w的led燈，加上驅(qū)動(dòng)后實(shí)際功率可能在46-50w左右。在計(jì)算電池板功率和蓄電池容量的時(shí)候，必須多加10％－20％來(lái)滿足驅(qū)動(dòng)所造成的功耗。除此以外，多加了驅(qū)動(dòng)就多了一個(gè)產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)。工業(yè)版控制器通過(guò)軟件進(jìn)行無(wú)功耗恒流，穩(wěn)定性高，降低了整體功耗。
三：輸出時(shí)段
普通的控制器一般只能設(shè)置開(kāi)燈后4小時(shí)或者8小時(shí)等若干個(gè)小時(shí)關(guān)閉，已經(jīng)無(wú)法滿足眾多客戶的需求。工業(yè)版控制器可以分成3個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段的時(shí)間可任意設(shè)置，根據(jù)使用環(huán)境的不同，每個(gè)時(shí)段可以設(shè)置成關(guān)閉狀態(tài)。比如有些廠區(qū)或者風(fēng)景區(qū)夜間無(wú)人，可以把第二個(gè)時(shí)段（深夜）關(guān)閉，或者第二、第三個(gè)時(shí)段都關(guān)閉，降低使用成本。
四：led燈輸出功率調(diào)節(jié)
在太陽(yáng)能應(yīng)用的燈具當(dāng)中，led燈是最適合通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出不同的功率。限制脈寬或者限制電流的同時(shí)，對(duì)led燈整個(gè)輸出的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如單顆1w的led 7串5并合計(jì)35w的led燈，在夜間放電，可以將深夜和凌晨的時(shí)段分別進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，如深夜調(diào)節(jié)成15w、凌晨調(diào)節(jié)成25w，并鎖定電流，這樣即可以滿足整夜的照明，又節(jié)約了電池板、蓄電池的配置成本。經(jīng)長(zhǎng)期試驗(yàn)證明，脈寬調(diào)節(jié)方式的led燈，整燈產(chǎn)生的熱量要小的多，能夠延長(zhǎng)led的使用壽命。
有些燈廠在為了達(dá)到夜間省電的目的，把led燈的內(nèi)部做成2路電源，夜間關(guān)閉一路電源來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出功率的減半，但實(shí)踐證明，此種方法只會(huì)導(dǎo)致一半的光源首先光衰，亮度不一致或者一路光源提早損壞。
五：線損補(bǔ)償
線損補(bǔ)償功能目前常規(guī)的控制器很難做到，因?yàn)樾枰浖O(shè)置，根據(jù)不同的線徑與線長(zhǎng)給予自動(dòng)補(bǔ)償。線損補(bǔ)償在低壓系統(tǒng)中其實(shí)是很重要的，因?yàn)殡妷狠^低，線損相對(duì)比較大，如果沒(méi)有相應(yīng)的線損電壓補(bǔ)償，輸出端的電壓可能會(huì)低于輸入端很多，這樣就會(huì)造成蓄電池提前欠壓保護(hù)，蓄電池容量的實(shí)際應(yīng)用率被打了折扣。值得注意的是，我們?cè)谑褂玫蛪合到y(tǒng)時(shí)，為了降低線損壓降，盡量不要使用太細(xì)的線纜，線纜也不要過(guò)長(zhǎng)。
六：散熱
很多控制器為了降低成本，沒(méi)有考慮散熱問(wèn)題，這樣負(fù)載電流較大或者充電電流較大時(shí)，熱量增加，控制器的場(chǎng)管內(nèi)阻被增大，導(dǎo)致充電效率大幅下降，場(chǎng)管過(guò)熱后使用壽命也大大降低甚至被燒毀，尤其夏季的室外環(huán)境溫度就很高，所以良好的散熱裝置應(yīng)該是控制器必不可少的。
七：mct充電模式
常規(guī)的太陽(yáng)能控制器的充電模式是照抄了市電充電器的三段式充電方法，即恒流、恒壓、浮充三個(gè)階段。因?yàn)槭须婋娋W(wǎng)的能量無(wú)限大，如果不進(jìn)行恒流充電，會(huì)直接導(dǎo)致蓄電池充爆而損壞，但是太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)的電池板功率有限，所以繼續(xù)延用市電控制器恒流的充電方式是不科學(xué)的，如果電池板產(chǎn)生的電流大于控制器第一段限制的電流，那么就造成了充電效率的下降。mct充電方式就是追蹤電池板的最大電流，不造成浪費(fèi)，通過(guò)檢測(cè)蓄電池的電壓以及計(jì)算溫度補(bǔ)償值，當(dāng)蓄電池的電壓接近峰值的時(shí)候，再采取脈沖式的涓流充電方法，既能讓蓄電池充滿也防止了蓄電池的過(guò)充。
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