太阳能|0″>太阳能独立式发电运用体系，指的是与沟通市电电网无任何相关的、彻底由用电体系本身带着的电池|0″>太阳能电池组件板供电作业的各种作业电器。如各种太阳能草坪灯、庭院灯、景观灯，独立的太阳能用户电源供电体系，道路交通用的红、蓝双色爆闪灯、黄闪灯，以及航道用的导航信号灯、移动通讯基站等。
一、太阳能独立式发电运用体系其体系成见图 1 所示。
二、规划实例——太阳能草坪灯太阳能草坪灯电路如图 2 所示，什物如图 3 所示。
1 ．电路原理太阳能电池板输出的光伏电压 PV_out 经插座 J1 、 J2 接至电路板，该电压分红两路：一路经二极管 D1 与蓄电池相连，给蓄电池充电，一起向 U1 、 U2 供应作业电压；另一路经 R1 及 C2 、 DW1 、 R11 并联分压后加至运放 U2(LM358) 的反向输入端②脚，作为天是否“黑了”的检测电压，运放同相输入端③脚则接于 R4 与 (R5+VR1) 串联电路的分压点上。其间。 VR1 是草坪灯点亮调理微调电阻，调理 VR1 改动 U2 同相输入端的比较电压值，即可改动草坪灯的开灯设置点。
U1 为 LM317 三端稳压芯片，调理微调电阻 VR2 能够改动加至草坪灯 LED 发光二极管的作业电压．即在 Q1 导通的情况下，调理 VR2 使各 LED 串联支路的作业电流为 20mA 。
电路作业进程如下：在白日，因为太阳能电池板的作业电压较高，运放 U2 ②脚的电压高于③脚。①脚输出低电平， Q1 截止， LED 发光二极管不亮。跟着暮色的来临，太阳能电池板输出电压逐步下降． U2 ⑦脚电压也伺时下降，当②脚电压低于③脚时．运放 1 脚输出高电平， Q1 导通，四条 LED 发光二极管支路与“地”连通， LED 点亮，当天色转明时，太阳能电池板电压再次升高，运放再次截止……，终究导致草坪灯平息。草坪灯便如此日复一日，循环往复地作业。
考虑到出产本钱，电路中未规划蓄电池过充电操控电路。而蓄电池过放电操控原理则是充沛利用了 LED 发光二极管的导通“势垒”来完成的，虽未加蓄电池过放操控电路 , 相同也能完成蓄电池的过放电保护功用。
2 ．负栽电路作业情况及作业要求电路中用了 12 只φ 5mm 的白色 LED 超高亮度发光二极管作为发光体，构成四个作业支路，每个支路由三只 LED 发光二极管串联组成。白色发光二极管的作业电压为 3V 左右，作业电流为 20mA 。由三端稳压器 U1 向发光二极管供应安稳的作业电压，在这一电压下要求确保发光管的作业电流为 20mA 。蓄电池能点亮二极管的最低电压为： 3V × 3+(10mA × 10R)+Vce+1 ． 25V=10 ． 55V 。式中： 3Vx3 为三只串联发光二极管的导通电压， 10mAxl0R 为各支路限流电阻上的电压降， 10mA 为发光二极管最低点亮作业电流。 Vce 为 Ql 导通时的饱满管压降，约 O ． 2V ， 1 ． 25V 为 LM317 最小作业电压。即当蓄电池电压低于 10 ． 55V 时，蓄电池中止放电， LED 不再发光，然后到达了蓄电池过放电操控保护的意图。其作业要求为：草坪灯在天亮时主动点亮，天明时主动平息，一起要求草坪灯在接连三天阴雨地利能正常点亮。
3 ．体系配置核算太阳能光伏发电体系配置的核算准则是能量守恒，核算的原理是供需平衡，终究施行的办法是：充沛考虑不利因素，在确保草坪灯正常作业的情况下尽量紧缩规划本钱。
(1) 用电功率的核算草坪灯的功率为 12Vx20mAx4=960mW 。考虑到冬天昼短夜长，要求每天能作业 10 小时以上．则每天太阳能草坪灯耗费的电功率为 960mW × 10 小时： 9 ． 6Wh 。
(2) 蓄电池容量核算选用 12V 电压的蓄电池作为作业电源。设其容量为 P 安·时，放电深度为 80 ％。依据能量守恒定律有： P × 12Vx80 ％ =9 ． 6Whx3 天，解得 P=3Ah 。考虑到电路本身还要耗电，终究选用 12V ／ 4Ah 规范系列的免保护铅酸蓄电池作为作业电源。
4 ．太阳能电池组件功率的核算太阳能电池组件的功率 = 太阳能电池组件的输出电压×太阳能电池组件的输出电流。
太阳能电池组件的输出电压取决于太阳能电池片串连数量的多少 ( 一片太阳能电池片的输出电压为 O ． 5V 左右 ) ；太阳能电池组件的输出电流取决于太阳能电池片面积的巨细。知道了上述联系，即可依照要求规划太阳能组件了。
太阳能电池是草坪灯的供应动力，它一天接纳的能量除了夜晚供应草坪灯作业外，还要有必定的殷实能量储存在蓄电池内，以备阴雨天之用。
设太阳能电池的功率为 Pv(W) ， Pv 与接纳太阳能照耀的小时数的乘积，即为一天内所宣布的电量 Wh( 瓦时 ) 。依据上述草坪灯一天耗费的能量可得 Pv 的发电量应大于 960mWh 。因为我国地域广阔。加之春、夏、秋、冬四季日照的改变，所以，天日照小时数是不等的，大都区域均匀有用曰照小时数为 3 ． 5 小时－ 5 小时。西藏、青海、新疆、内蒙等区域日照时数长，特别是在夏日可取有用日照小时数的上限值，乃至更高；其他区域均匀有用日照时数均低于上述区域，以重庆区域为最短，均匀有用日照时数缺乏 3 小时。因而，日均匀发电量也是最少的，这一区域不适于运用太阳能光伏发电。本草坪灯以均匀日照时数为 5 小时核算，并归纳考虑太阳能电池向蓄电池充电功率不大于 60 ％，则 Pvx5h( 小时 )x60 ％ >9 ． 6Wh ，解得：太阳能电池 ( 组件 ) 功率 Pv>3 ． 2W 。
太阳能电池的电压挑选准则选用职业内盛行的“最大功率盯梢”充电法，在这一办法下挑选太阳能电池的电压能够得到最佳的充电作用，而且此办法也得到了职业内人士的共同认可。关于用这一办法和理论充 12V 蓄电池来说：可用 36 片～ 33 片太阳能电池片串联后给蓄电池充电， 36 片太阳能电池串联后，其开路电压高达 21V ．最大作业电压为 18V 。
我们彻底不用忧虑在这么高的电压下会充坏蓄电池或损坏太阳能电池，这也正是运用太阳能电池与运用一般沟通市电给蓄电池充电的最大不同。
因为太阳能电池内阻较高。在这一电压下即便将太阳能电池的正、负极短路，其最大短路电流也不过 170mA ，而且不会损坏太阳能电池。常用的各种太阳能操控器，便是用短路太阳能电池的办法来到达操控中止充电的意图。
5 ．太阳能电池片尺度核算在确认了上述草坪灯太阳能电池片的功率 >3 ． 2W 、作业电压为 18V 后，即可算得终究电池组件的电流要大于 170mA 这个值。关于 125mm 2 、转化功率为 15 ％的单晶硅太阳能电池片．功率为 2 ． 34W ，最大输出电流为 4400mA ，折合为单位面积上的输出电流为 O ． 2816mMmm2 。关于 170mA 电流的太阳能电池片的面积为： 170mA ／ 0 ． 2816mA ／ mm2 ＝ 603 ． 7mm 2 ，因而太阳能电池片切开宽度为： 603 ． 7mm 2 ／ 125mm =4 ． 83mm 。 4 ． 83mm 宽是核算值，出产上还要充沛考虑电池片这样切开是否为“单资料”，是否便于操作工焊接、量产，以及是否满意蓄电池充电速率这一目标要求。在选用太阳能作为充电源时，充电率以挑选在 1 ／ 10C -1 ／ 20C 范围内为宜。应在满意上述诸条件下确认终究切开尺度。本规划选用 125mm 2 单晶硅电池片切开 21 条，每条宽度为 5 ． 95ram( 125mm ／ 21 条 ) ．最大输出电流为 125mm × 5 ． 95mm × 0 ． 2816mA ／ mm2=209 ． 5mA 。终究组件电池片的尺度为 125mm × 5 ． 95mm ，合计 36 条 ( 片 ) 串联，最大作业电压为 18V ．最大输出电流为 209 ． 5mA ，充电率 1 ／ C=209 ． 5mA4000mAh>1 ／ 20 ，最大输出功率为 3 ． 77W 。在这一条件下，有 170mA 电流用于晚上点亮 LED ，剩下电流存入蓄电池，以备阴雨天之用。
6 ．太阳能电池片的封装挑选小型太阳能电池组件封装有两种，一种是用透明度较高的环氧树脂封装的“滴胶板”，另一种是用“低铁”钢化玻璃封装的，称为“层压板”或组件。滴胶板具有出产尺度灵敏、本钱低、出产周期短、出产速度快等长处，其最大缺陷是太阳能电池光效老化、衰减快、功能安稳性差、运用寿数短，不利于长期运用。层压组件出产本钱高、工艺杂乱、运用寿数长，在正常运用中寿数达 25 年以上。
三、太阳能电池发电及蓄电池充电的特性简述 1 ．太阳能电池温度特性太阳能电池是用半导体资料硅制造的，具有一般硅半导体资料的温度特性，跟着温度的上升，其输出电压是下降的，当它在温度较高的区域作业时，要充沛考虑到这一点。关于太阳能组件选用 36 片仍是 33 片电池串联这一问题，就要充沛考虑运用区域的温度，上述 36 片、 18V 作业电压这一数据是在 25 ℃ 条件下测验的，当温度到达 50 ℃ 时，其输出电压将下降 2V ．关于 36 片串联电池组件，这时的作业电压不再是 18V ，而是 16V 。当它作业在高寒地带时，其输出电压是升高的，因而可选用 33 片电池串联为 12V 蓄电池充电。
2 ．蓄电池放电容量与温度有关跟着温度的下降，蓄电池电解质活动能力将变得缓慢．放%&&&&&%量是下降的。一般，铅酸蓄电池的容量是在 25~(2 标定的，当温度降到 0 ℃ 时，其容量下降至额外值的 90 ％左右。当温度降到一 20 ℃ 时，其容量下降为缺乏额外容量的 80 ％．乃至更低。
