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太陽能系統(tǒng)控制單元設計原則

太陽能系統(tǒng)控制器是太陽能系統(tǒng)中的核心部件 ,管理著整個供電系統(tǒng)的運行 。它的性能和可靠性直接影響太陽能系統(tǒng)的性能和使用壽命。質量優(yōu)異、功能完善的太陽能控制器不僅能夠高效率地轉換太陽能 ,而且能夠最大限度地保證蓄電池組正常運行 ,延長使用期限 。太陽能系統(tǒng)控制器按控制原理可分為脈寬調制式控制和投 /切方式控制 。

脈寬調制式控制 (PWM控制 )是按一定的頻率 ,周期性地控制功率元件導通和關斷。這種控制方式是在功率元件導通時將太陽能板陣全部投入系統(tǒng)供電,而在功率元件斷開時, 將太陽能板陣全部撤出供電系統(tǒng) 。由于開關頻率很快 ,一般為 ms級 ,太陽能系統(tǒng)的電壓和電流得到較好的控制, 使負載端的電壓保持穩(wěn)定 。脈寬調制式控制器關鍵部件采用的是功率場效應管,屬于半導體器件 。

投 /切方式控制器則采用分組并聯(lián)的方式, 按系統(tǒng)電壓的大小, 有次序地逐級投入 /撤出太陽能子陣, 當電壓高時 , 切斷其中的 1路或幾路太陽能電池板 ,電壓低時 , 再接通 1路或幾路太陽能電池板 。通過這樣的方式保證輸出到負載端的太陽能電能維持穩(wěn)定。投 /切方式控制器的關鍵部件是水銀繼電器,該產品可以在極其惡劣的溫度 、灰塵和濕度條件下完成各種類型的應用。其優(yōu)點是可靠性高、壽命長 、結構密封、內電阻較低, 可以滿足不同負載(阻性 、容性 、感性 )的需求, 增加了設計的靈活性,高溫環(huán)境下功率損耗低,無靜音操作 。

控制系統(tǒng)應具有以下基本功能 :

1)監(jiān)視功能 , 對系統(tǒng)太陽能子陣、蓄電池、系統(tǒng)電壓、有關保險絲 、電路斷路器的狀況進行監(jiān)視 ;

2)報警功能 ,一旦電源系統(tǒng)出現(xiàn)異常 , 電池狀態(tài)改變,通過 LED可在本地顯示報警;通過 RS-232及繼電器無源觸點輸出到遠方報警 ;

3)測量功能 ,對系統(tǒng)的電壓、電流和蓄電池電壓、電流進行測量;通過溫度傳感器測定環(huán)境和蓄電池溫度, 并在液晶屏上顯示上述數(shù)據(jù);

4)蓄電池日常維護和管理功能 , 對蓄電池的正常運行進行管理和維護 ;

5)遙測 、遙信、遙控和遙調功能 , 將 RS-232接口作為通信規(guī)約的入口通道 ,完成本地或遠端集中監(jiān)控。

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