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发表于 2007-9-10 15:11:42
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来自: 中国上海
(转)太阳能充电设计方案9 t: G% T( V0 u9 [! P }. }( t) B
首先,数据采集仪器应采用低功能耗的。2 f' w4 i: |, Q/ ~
其次,选择的太阳能发电板和蓄电池应是经济、可靠性的。既要防止太阳能发电板在阴雨期容量不够,达不到测量目的,又要避免容量过大,造成浪费。
% S6 n6 W( b: p h6 D7 q6 T) X 一、关于硅太阳能发电板容量
5 d$ B( j9 j& j' y. K; { 硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率WP。太阳能发电功率量值取决于负载24h所能消耗的电力 H(WH),由负载额定电源与负载24h所消耗的电力,决定了负载24h消耗的容量P(AH),再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响,计算出太阳能电池阵列工作电流IP(A)。
2 S9 F7 L0 N5 v8 n 由负载额定电源,选取蓄电池公称电压,由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压VF (V),再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压VT (v)及反充二极管P-N结的压降VD(V)所造成的影响,则可计算出太阳能电池阵列的工作电压VP(V),由太阳电池阵列工作电源IP(A)与工作电压 VP(V),便可决定平板式太阳能板发电功率WPW,从而设计出太阳能板容量,由设计出的容量WP与太阳能电池阵列工作电压VP,确定硅电池平板的串联块数与并联组数。" F: \: _3 Q0 Q. Y+ L
太阳能电池阵列的具体设计步骤如下:
# r& B `4 }6 ^" ] 1.计算负载24h消耗容量P。
; ~0 d+ l K9 I" F P=H/V4 p( k8 Z" ^9 K0 @1 c+ M, u8 v
V——负载额定电源
% e5 R* T9 X# T3 I( Z: \, p 2.选定每天日照时数T(H)。
2 k- x& L# p, h6 N 3.计算太阳能阵列工作电流。. h# @$ g- g! b4 Y" B' A
IP=P(1+Q)/T5 N8 o1 K' A) K
Q——按阴雨期富余系数,Q=0.21~1.008 A7 K7 r# N: g- n8 \3 L8 p
4.确定蓄电池浮充电压VF。
* b$ ?; a% O, j; a; e 镉镍(GN)和铅酸(CS)蓄电池的单体浮充电压分别为1.4~1.6V和2.2V。
- K5 k {; _# f2 w! Q% d9 _. \ 5.太阳能电池温度补偿电压VT。
+ |" u6 w+ U+ D0 @, m) Z VT=2.1/430(T-25)VF
% g8 z0 u, I' a5 c( U 6.计算太阳能电池阵列工作电压VP。
3 M! ^# B: l' P7 S# r4 X, ]. b VP=VF+VD+VT; D! |6 @( R$ j/ W4 {$ f3 L
其中VD=0.5~0.77 D5 A- b0 D' s1 _
约等于VF/ v% X+ ~0 z4 J( q
7.太阳电池阵列输出功率WP平板式太阳能电板。 Y$ x" V- {9 p7 }, K
WP=IP×UP9 m$ T/ Y& P4 _8 U3 A
8.根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格,确定标准规格的串联块数和并联组数。8 U9 G! j0 N9 P4 k! C" |/ z
二、关于蓄电池的容量计算
! a9 `$ `+ u( j7 O% F 蓄电池的容量由下列因素决定:5 g" r( k+ R1 U# s& \) U
1.蓄电池单独工作天数。在特殊气候条件下,蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的20%。
4 e! ^6 {8 Y& s6 l, p& _ 2.蓄电池每天放电量。对于日负载稳定且要求不高的场合,日放电周期深度可限制在蓄电池所剩容量占额定容量的80%。
6 X+ V/ }3 U/ k# L 3.蓄电池要有足够的容量,以保证不会因过充电所造成的失水。一般在选蓄电池容量时,只要蓄电池容量大于太阳能发电板峰值电流的25倍,则蓄电池在充电时就不会造成失水。
/ I5 k t, \& f2 G7 s0 L 4.蓄电池自身漏掉的电能。随着电池使用时间的增长及电池温度的升高,自放电率会增加。对于新的电池自放电率通常小于容量的5%,但对于旧的质量不好的电池,自放电率可增至每月10%~15%。
! c( H9 j" P/ ?$ q: q 在水情遥测系统中,连续阴雨天的长短决定了蓄电池的容量,由遥测设备在连续阴雨天中所消耗能量安时数 加上20%因子,再加上10%电池自放电能安时数,便可计算出蓄电池的容量源。
$ ~4 V7 a3 y7 v5 f; A; G 按照两种容量方案的计算,作者计算完成了太阳能电源的设计:) R. |" d, X' D6 t# O& }- {1 h$ h
1.测站的主要参数:
( U& {9 V% e- _: ?; {7 M" A6 o 每隔5min发射一次数据,发射时间2Sec;' ?! D- Q V% }* S9 k
发射机输入电压DC13.8V,输出电流5A;
) u c, ]4 D0 g( r: ` R 当地日照时数7~8h。! ]2 x/ ^4 r6 I9 \
2.测站蓄电池容量经计算得出为38AH。
. L5 |) O5 o; W 3.测站太阳能电池容量阵列输出功率WP W为25~35w。( P- w3 B+ B' C/ K/ V
综合以上结果,太阳能电源设计值为:
0 N+ ]( j ^" N4 h) o# U 蓄电池:采用铅酸蓄电池,容量38AH,采用2个容量20AH并联形式;太阳能电池阵列:输出功率25~35W,采用标准块板一块输出容量25~38W,一块正好。
& v0 c+ z+ }' g4 s8 r1 [' F 三、太阳能电源安装使用中注意的问题5 B& |. W) r1 A: ?! n
1.阵列板选择安装在周围无高大建筑物、树木、电线杆等无遮挡太阳光和避风处。
. C" w5 ]" S# V# F" T5 Z K! X 2.太阳能电池阵列板配套的蓄电池在第一次使用时,要先充电到额定容量,不可过充或过放。
9 h$ F+ w1 F* ]' x2 d; X- D# e 3.注意定期的维护工作。此电源系统经济可靠,安装方便,利于维护,在实践中取得了满意的效果。 |
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