大阳能路灯以其无需铺设电缆,不耗费惯例动力等长处得到了广泛认可。但是太阳能路灯还存在一些问题形成其本钱偏高,牢靠性不稳定,、比方电池往往不到一年就需求替换,不只进步了后期维护的费用,而且增加了客户的消费本钱,也形成了资源糟蹋。其次是太阳能归于不稳定动力,而且能量散布不均,夏天能量足够,但路灯运用时刻短,冬季有用光照时刻短,但路灯运用时刻长,大大下降了运转的牢靠性,其原因首要遭到太阳能路灯操控器功用的影响。太阳能操控器是太阳能光伏体系中的中心部分,首要完成对蓄电池的充、放电、调光和路灯的开、美操控,以及在过充、过放电、过载等状况产生时对体系进行及时和有用地维护,确保照明时刻,确保牢靠性,有用延伸电池寿数,下降本钱。
1 太阳能路灯操控器的首要规划要求和开展阶段
太阳能路灯操控器的技能和质量的首要要求有:
1)供电体系,依据太阳能路灯蓄电池板特性,要规划成恒流输出:
2)过充,过放维护;
3)具有体系功率调理功用;
4)树立网络操控体系;
5)依据商场要求,产品模块化。
太阳能路灯操控器的开展到日前中止现已阅历了3个阶段:第一代功用比较粗陋,开关灯操控需求外接光敏感应器,守时时刻不行设置,没有电池维护电路,体系寿数十分时刻短,很快就被商场筛选:第二代在第一代的基础上,设置了电池维护电路,经过太阳能路灯蓄电池组件收集光敏数据,经过开关或程序设置守时,技能上有了阶跃式的开展,逐步被商场承受:第三代路灯操控器在于大都商家选用了PWM充电操控功用,对蓄电池进行涓流充电,有用延伸了电池寿数,下降了运用本钱,然后进一步扩展商场占有率。
一个好的操控器能够补偿乃至处理纯太阳能路灯的许多问题,进步其呵靠性。白习惯太阳能供电路灯需求开发第四代操控器,它的特色是具有白习惯灯的功率调理功用,电量检测和剩下电量核算是必备的:一起具有组网功用,这样能够坚持整条街的路灯亮度共同,并能够进行通讯。
2 自习惯单纯太阳能供电路灯操控器的规划
日前各种现代操控理论,如白习惯操控、自学习操控、含糊逻辑操控、神经网络操控等先进操控理论和算法也许多应用在光伏发电体系中。其间自习惯操控太阳能供电路灯操控器规划是值得推动的技能。
2.1规划方针
白习惯单纯太阳能供电路灯的规划方针:首要针对支路和供行人和非机动车通行的居住区路途和人行路途灯,关于南风能供电或风景互补的路灯体系本规划相同合适:因为太阳能的不行靠性以及主干道的照明规划规范的严厉性,单纯太阳能供电比市电供电的路灯操控器的规划更为杂乱,如体系操控需求太阳能和市电切换,则在本规划的基础上进行精简就好了。方针地址坐落北京市内。
2.2 自习惯单纯太阳能供电路灯操控器规划特色及功用
白习惯单纯太阳能供电路灯操控器规划计划的主旨:经过精确操控,到达下降本钱,进步牢靠性的日的。首要具有以下几个特色及功用(以太阳能路灯储能器材为铅酸电池为例):
1)MPPT电路
依据太阳能路灯蓄电池板的特性,如将太阳能路灯蓄电池阵列的输出电压操控在某个稳定电压值邻近,则太阳电池在整个作业进程中近似日标在最大功率点处,太阳能电池组件的能量转化功率最高。运用PWM技能并经过对负载稳压来完成对LED的恒流,然后确保了LED的牢靠运用141.采意图法半导体公司的MPPT专用芯片SPV1020.盯梢功率可达98%,能量转化功率为95%.理论上,运用MPPT技能会比传统办法功率进步50%,实践测验中,因为周围环境影响与各神能量丢失,终究的功率也能够进步20%-30%.
2)过充过放维护
选用充电限压,电池温升检测战略,如蓄电池电36 V,充电截止电压42.5-43 V,充电截止温度80℃,充电截止温升30℃。不过绝大部分时刻蓄电池根本处于欠充状况。一起经过对电池电压的数据实时收集,运用软件操控对电池采纳限压维护:经过实时核算电池电量进行防过充过放维护,电量为100%时中止充电,电量为20%时中止放电,为延伸其寿数,做了第二道防地。图1 为蓄电池过充维护流程图。
图1 蓄电池过充维护流程图
3)智控开关,实时监测,预警功用
进行太阳能路灯电池板电流检测,蓄电池电压检测,蓄电池电量监测,以及环境温度的检测,选用光开时关,并实时上传作业环境及状况数据,预警毛病,确保体系的牢靠性。图2为太阳能路灯的开、关操控流程网。
图2 路灯的开、关操控流程图
4)亮度的自习惯调理
一般太阳能路灯厂家为了确保接连阴雨天的正常作业,只一味地加大蓄电池容量,一般蓄电池的容量可达电池板容量的5倍,其实这样做并不能处理问题。因为阴雨天作业的牢靠性并不取决于电池的容量,而是由许多要素平衡而定的。依据当时地理位置,时节,时刻,气象条件,光的辐射量,浮尘浓度,作业环境以及剩下电量,自习惯调理灯的亮度,合理分配能量。因为规划为纯太阳能供电,不考虑双电源状况,所以要想进步体系牢靠性,仅有的计划便是献身灯的亮度。
依据当天用电前的剩下电量和当天的充电量来进行白习惯调理,在确保正常照明的一起,使电池的作业点长时刻坚持在高电位,而且使充放电深度在30%以下,依据电池循环寿数曲线,能够延伸电池寿数4-5倍,有用下降太阳能路灯的本钱,进步牢靠性。以下将别离论述剩下电量和充电量的核算进程。
2.2.1 电池电量检测
1)电量检测的算法
许多的试验数据标明,电池老化时蓄电池的内阻与电荷之间有较高的相关性(0.88左右),蓄电池彻底充电和彻底放电时的内阻相差2-4倍,所以经过丈量电池内阻可较精确地检测电池电量。
2)树立内阻一电量一循环周期的联系曲线
为了得到实时剩下电量值,要树立一个电量和内阻之间联系的数据库。
以时刻为规范,就能够树立起内阻一电量一循环周期的联系曲线,然后经过Matlab的曲线拟合功用得出内阻,电量以及循环周期的联系式。蓄电池内阻与剩下电量联系曲线如
图3所示,剩下电量跟着内阻的增大而成指数趋势减小。
图3 蓄电池内阻与剩下电量联系曲线