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如何選擇太陽能控制器
1.概述
廣泛應(yīng)用的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏組件、太陽能控制器（或者充電器）、蓄電池和負載構(gòu)成。其中協(xié)調(diào)光伏組件、蓄電池、負載等各個環(huán)節(jié)工作的是太陽能控制器（或者充電器），可以說太陽能控制器（或者充電器）是整個太陽能發(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。因此整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能否體現(xiàn)出最大價值，選擇好太陽能控制器是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
2.太陽能控制器分類
市場上流行的太陽能控制器，主要有普通太陽能控制器、PWM太陽能控制器和MPPT太陽能控制器。
普通太陽能控制器，是第一代技術(shù)，工作原理是直接把太陽能電池板的輸出掛到電池端口，當蓄電池充足后就斷開，因為蓄電池內(nèi)阻的原因，很難把蓄電池充滿，而且太陽能電池板沒有完全利用起來，MPPT跟蹤效率為只有70～76%，已經(jīng)被市場淘汰，基本上很少有人用。
PWM太陽能控制器，是第二代技術(shù)，現(xiàn)在市場上最多，工作方式是采用PWM控制方式，相對于普通太陽能控制器，已經(jīng)進步了很多，可以解決電池充不滿的問題，MPPT跟蹤效率為75～80%，但太陽能電池板沒有完全利用起來。
MPPT太陽能控制器，是第三代技術(shù)，最高端的太陽能控制器。MPPT太陽能控制器,是指具備“最大功率點跟蹤”（Maximum Power Point Tracking）功能的太陽能控制器，是PWM太陽能控制器的升級換代產(chǎn)品，MPPT太陽能控制器能夠?qū)崟r檢測太陽能板電壓和電流，并不斷追蹤最大功率（P=U*I），使系統(tǒng)始終以最大功率對蓄電池進行充電，MPPT跟蹤效率為99%，整個系統(tǒng)發(fā)電效率高達到97%，并且對電池擁有優(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)的進步和能源的節(jié)約，MPPT太陽能控制器取代傳統(tǒng)PWM太陽能控制器的趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的。 表一 幾種太陽能控制器的比較
MPPT 蓄電池 技術(shù)難度成本 技術(shù)水平 市場接
跟蹤效率 充電管理受程度
普通太陽70～76% 充不滿 低 低 第一代 淘汰 能控制器
PWM太陽75～80% 優(yōu)秀 中 中 第二代 廣泛 能控制器 應(yīng)用中 MPPT太陽98～99% 非常優(yōu)秀高 高 第三代 正在 能控制器 接受中 總之，MPPT太陽能控制器，勢必會最終取代傳統(tǒng)太陽能控制器。
3.MPPT太陽能控制器（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候，強行把PV加在蓄電池端口充電，當蓄電池為24V的時候，PV輸出電壓就只有24V，這個時候PV沒有在最大功率點，當蓄電池為20V的時候，就更加偏離了。而MPPT太陽能控制器始終保持PV輸出電壓在30V左右，并且不斷跟蹤，尋找最大點，也就是始終讓PV工作在最大功率點處。
4.選擇MPPT太陽能控制器（充電器）的經(jīng)濟效益
現(xiàn)在以舉例來說明用MPPT控制器的經(jīng)濟效益。
現(xiàn)在要建設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，每天有效光照時間為6小時，要求每天給24V蓄電池充電1.2KW，下面設(shè)計出兩套方案，一種采用PWM太陽能控制器，一種采用MPPT太陽能控制器。
方案一：采用PWM太陽能控制器
每天6小時要充電1.2KWh，也就是每小時充電功率為：P=1200/6=200WPWM太陽能控制器的轉(zhuǎn)換效率為99%，MPPT跟蹤效率為78%，則需要太陽能光伏板功率為：Ppv=200/#url#
總體費用為：
選擇24V10A的PWM控制器，采用現(xiàn)在市場價格：100RMB
太陽能電池板功率選擇260W，價格為：260*5=1300RMB
蓄電池，兩種方案用的電池都一樣，因此價格也一樣，在這就不計算了。PWM控制器+太陽能電池板，總價格為：100+1300=1400RMB
方案二：采用MPPT太陽能控制器
每天6小時要充電1.2KWh，也就是每小時充電功率為：P=1200/6=200W
PWM太陽能控制器的轉(zhuǎn)換效率為98%，MPPT跟蹤效率為99%，則需要太陽能光伏板功率為：Ppv=200/#url#
總體費用為：
選擇24V10A的MPPT太陽能控制器，采用現(xiàn)在市場價格：200RMB
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太陽能電池板功率選擇206W，價格為：206*5=1030RMB
蓄電池，兩種方案用的電池都一樣，因此價格也一樣，在這就不計算了。MPPT太陽能控制器+太陽能電池板，總價格為：200+1030=1230RMB
從上面的數(shù)據(jù)來看，系統(tǒng)節(jié)約1400-1230=170RMB，還不用考慮260W太陽能電池板比206W太陽能電池板的安裝費用更高，運輸費用更高，MPPT太陽能控制器的優(yōu)勢就已經(jīng)顯示出來了。換句話說，如果您選擇了PWM太陽能控制器，就讓您至少損失了170RMB，甚至免費送一個PWM控制器給您，也讓您至少損失了70RMB，這就是MPPT太陽能控制器的經(jīng)濟效益。
新事物的推廣，不僅需要客戶的逐漸認識，更需要各方專業(yè)人士的推廣。但MPPT太陽能控制器同時也面臨著太陽能電池板廠家的不主動推廣，因為MPPT太陽能控制器把系統(tǒng)效率提高上去了，那么太陽能光伏板的需求就會少了。但深圳市振源電氣有限公司始終站到客戶的角度，始終把“能夠為客戶提供高性價比的產(chǎn)品和服務(wù)”當成公司追求的目標。
如何選擇太陽能控制器 [篇2]
太陽能路燈控制器的選擇
從事太陽能行業(yè)多年，認識了很多朋友，很多公司都是從傳統(tǒng)的市電路燈或者其他領(lǐng)域轉(zhuǎn)到太陽能行業(yè)，一些朋友在施工過程中以及在使用過程中出現(xiàn)過很多問題，主要還是對太陽能路燈的配置組合以及相關(guān)輔件應(yīng)用掌握的不夠。
首先就控制器的問題進行探討，控制器在整個太陽能路燈系統(tǒng)中，所占成本比很低，一般在120元－200元左右，雖然看上去是個不起眼的小物件，但卻承擔著很大的作用，如果選擇不好則會讓整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命大打折扣，而一款相對成熟的控制器還可以通過功能來實現(xiàn)降低整個系統(tǒng)的造價，達到節(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簡單的對比：
針對以上功能的對照，以下做一些分析
一：退出保護電壓
一些客戶經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，太陽能路燈在亮了一段時間后，尤其是連續(xù)陰雨天之后，路燈就會連續(xù)幾天甚至很多天不亮，檢測蓄電池電壓也正常，控制器、燈也都沒有故障。
這個問題曾經(jīng)讓很多工程商疑惑，其實這個是“退出欠壓保護”的電壓值的問題，這個值設(shè)置的越高，在欠壓后的恢復(fù)時間越長，也就造成了很多天都無法亮燈。
就這個問題，工業(yè)版控制器讓每個客戶可以根據(jù)配置來設(shè)定退出保護的電壓值。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夜的放電量，長此以往，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，退出保護的電壓就可以設(shè)的越低，這樣不會造成對蓄電池的影響。
二：led燈恒電流輸出
led由于自身的特性，必須要通過技術(shù)手段對其進行恒流或限流，否則無法正常使用。常見的led燈都是通過另加一個驅(qū)動電源來實現(xiàn)對led燈的恒流，但是這個驅(qū)動卻占到整個燈總功率的10％-20％左右，比如一個理論值42w的led燈，加上驅(qū)動后實際功率可能在46-50w左右。在計算電池板功率和蓄電池容量的時候，必須多加10％－20％來滿足驅(qū)動所造成的功耗。除此以外，多加了驅(qū)動就多了一個產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)。工業(yè)版控制器通過軟件進行無功耗恒流，穩(wěn)定性高，降低了整體功耗。
三：輸出時段
普通的控制器一般只能設(shè)置開燈后4小時或者8小時等若干個小時關(guān)閉，已經(jīng)無法滿足眾多客戶的需求。工業(yè)版控制器可以分成3個時段，每個時段的時間可任意設(shè)置，根據(jù)使用環(huán)境的不同，每個時段可以設(shè)置成關(guān)閉狀態(tài)。比如有些廠區(qū)或者風(fēng)景區(qū)夜間無人，可以把第二個時段（深夜）關(guān)閉，或者第二、第三個時段都關(guān)閉，降低使用成本。
四：led燈輸出功率調(diào)節(jié)
在太陽能應(yīng)用的燈具當中，led燈是最適合通過脈寬調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出不同的功率。限制脈寬或者限制電流的同時，對led燈整個輸出的占空比進行調(diào)節(jié)，例如單顆1w的led 7串5并合計35w的led燈，在夜間放電，可以將深夜和凌晨的時段分別進行功率調(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)長期試驗證明，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led的使用壽命。
有些燈廠在為了達到夜間省電的目的，把led燈的內(nèi)部做成2路電源，夜間關(guān)閉一路電源來實現(xiàn)輸出功率的減半，但實踐證明，此種方法只會導(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：線損補償
線損補償功能目前常規(guī)的控制器很難做到，因為需要軟件設(shè)置，根據(jù)不同的線徑與線長給予自動補償。線損補償在低壓系統(tǒng)中其實是很重要的，因為電壓較低，線損相對比較大，如果沒有相應(yīng)的線損電壓補償，輸出端的電壓可能會低于輸入端很多，這樣就會造成蓄電池提前欠壓保護，蓄電池容量的實際應(yīng)用率被打了折扣。值得注意的是，我們在使用低壓系統(tǒng)時，為了降低線損壓降，盡量不要使用太細的線纜，線纜也不要過長。
六：散熱
很多控制器為了降低成本，沒有考慮散熱問題，這樣負載電流較大或者充電電流較大時，熱量增加，控制器的場管內(nèi)阻被增大，導(dǎo)致充電效率大幅下降，場管過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、浮充三個階段。因為市電電網(wǎng)的能量無限大，如果不進行恒流充電，會直接導(dǎo)致蓄電池充爆而損壞，但是太陽能路燈系統(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，通過檢測蓄電池的電壓以及計算溫度補償值，當蓄電池的電壓接近峰值的時候，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充。
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