在科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽能的使用。在太陽能離網(wǎng)系統(tǒng)中，光伏控制器的作用是把光伏組件發(fā)出來的電，經(jīng)過變換，存于蓄電池之中，除此之外，還有保護(hù)蓄電池，防止蓄電池過充等功能。目前控制器主要有兩種技術(shù)路線：脈沖寬度調(diào)試(PWM)方式和最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)方式，每種方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，可根據(jù)不同場景去選擇。
1、PWM控制器
早期的光伏控制器都是PWM的，這種電氣結(jié)構(gòu)簡單，控制器由一個(gè)功率主開關(guān)和電容以及驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路組成，通過開關(guān)管的PWM占空比，來控制輸出電壓。
PWM控制器，連接太陽能陣列和電池板之間只有一個(gè)開關(guān)，隨著電池被逐漸充滿，電池電壓升高，PWM控制器會(huì)逐漸減少提供的給電池的電量，光伏輸出不一樣會(huì)按最大功率輸出。PWM控制器，具有蓄電池充放電管理功能，能防止蓄電池過充和過放。
由于PWM型控制器太陽能組件和蓄電池之間只有一個(gè)開關(guān)相連接，中間沒有電感等分壓裝置，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，組件的電壓大約為蓄電池的電壓1.2-2.0倍，如24V的蓄電池，組件輸入電壓在30-50V之間，每串只能配一塊組件，48V的蓄電池，組件輸入電壓在60-80V之間，每串只能配兩塊組件。
2、MPPT控制器
MPPT控制器是第二代太陽能控制器，同PWM控制器相比，它多了一個(gè)電感和功率二極管，因此功能更強(qiáng)大。
一是它具有最大功率跟蹤功能，在蓄電池充電期間，太陽能組件能以最大功率輸出，除非電池達(dá)到飽和狀態(tài);二是光伏組件的電壓范圍寬，控制器中間有一個(gè)功率開關(guān)管和電感等電路，組件的電壓是蓄電池的電壓1.2-3.5倍之間，如果是24V的蓄電池，組件輸入電壓在30-80V之間，每串可以配一到兩塊組件，如果是48V的蓄電池，組件輸入電壓在60-110V之間，每串可以配兩到三塊組件。
如何選擇PWM和MPPT控制器
PWM和MPPT控制器都有自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選擇哪種方案取決于太陽能光伏陣列的設(shè)計(jì)特性、成本以及外部環(huán)境等條件。當(dāng)我們選擇時(shí)要重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)因素：
PWM方式技術(shù)成熟，電路簡單可靠，價(jià)格便宜，但組件的利用率較低。組件的利用率約為80%以上;MPPT太陽能控制器，指具備最大功率點(diǎn)跟蹤功能的太陽能控制器，組件和蓄電池之間有一個(gè)BUCK降壓電路，組件的利用率約為90%以上。
2kW以下的小型離網(wǎng)系統(tǒng)，主要用戶是貧困無電地區(qū)，如偏遠(yuǎn)山區(qū)，非洲某些貧困國家，主要是解決照明的需求，用戶對(duì)價(jià)格很敏感，因此建議采用PWM的控制器，修正波的逆變器，把控制器、逆變器和蓄電池做成一體。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，效率高，用戶接線方便，價(jià)格也很便宜，帶動(dòng)燈泡、小電視、小風(fēng)扇也沒有問題。
2kW以上的離網(wǎng)系統(tǒng)，建議采用MPPT控制器，組件利用率高，整機(jī)效率高，組件配置也比較靈活。總的來講，沒有哪一種技術(shù)是最好的，因此對(duì)于用戶來說，應(yīng)該聽從專家的意見，確保選擇正確的控制器來滿足自己的需要。如果某一天人們能高效利用太陽能，相信能解決很大的能源問題，畢竟太陽能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的，能保證人類的永續(xù)發(fā)展，需要我們科研人員更加努力。 |
