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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
0 m$ r3 H3 ?$ {9 k) x; E2 z首先,数据采集仪器应采用低功能耗的。
& E. y7 Q+ d" m9 p+ l2 E 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。8 ^# P. K; i: r2 C! J3 D, O1 k+ Z
一、关于硅太阳能发电板容量
+ |9 O3 L# ?2 E6 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)。
0 W: d0 |% F1 B+ q: C 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。+ d4 V# c, ]3 a9 s+ Z2 G: j
太阳能电池阵列的具体设计步骤如下: y( L; b% q5 f- r
1.计算负载24h消耗容量P。
9 E2 f0 e' i* }9 m. `, T5 }: T' j P=H/V
+ {9 t4 U4 O& v9 i$ H$ ~* ? V——负载额定电源
0 J# n2 i' r. [" V 2.选定每天日照时数T(H)。( \1 e) k9 A6 O
3.计算太阳能阵列工作电流。
7 [1 Z6 M \! l, L# w- Z7 f% y IP=P(1+Q)/T
5 c+ w! I/ d/ m5 W1 T6 O Q——按阴雨期富余系数,Q=0.21~1.00
. \8 Z# c$ ] q: g- X) W5 |7 g 4.确定蓄电池浮充电压VF。" w2 u( l+ X( ?9 s2 e# Q0 Z8 j7 Q
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。
( x; O% l- w% S, [% P 5.太阳能电池温度补偿电压VT。
$ x! k6 d6 [0 R& _+ f VT=2.1/430(T-25)VF9 U q5 D3 `+ P3 Z/ r( P3 V( a2 U
6.计算太阳能电池阵列工作电压VP。& Y+ Y0 y) Q. u" r" V4 D+ E
VP=VF+VD+VT
% E" O2 u& F) p2 N- D 其中VD=0.5~0.7
" s% Z9 z8 b/ A# l4 C: L 约等于VF( P/ u' ?* F; W3 {6 K& R
7.太阳电池阵列输出功率WP平板式太阳能电板。
* \- I% n p8 \' o1 U WP=IP×UP
) m. Z! j' u B( ] 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。' J3 `% a T# M$ t4 w* r3 F$ x
二、关于蓄电池的容量计算
7 n1 ^% H3 ]3 o1 U5 V" H4 P; c 蓄电池的容量由下列因素决定:
3 o( \7 W. k* r' H$ p 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%。
7 R* I6 A1 G6 W) k- r- ` 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 N2 Z3 F$ W% _: Y" T# j 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。8 C5 s' g- A N' Y/ ?3 G _( ]0 U
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%。9 `: V1 Q/ U! @/ M0 _
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。9 C! F+ O E2 r3 e* d q2 n. r
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:& n+ a5 `: j5 o8 t
1.测站的主要参数:# b7 @7 d+ }' V6 E, T7 d
每隔5min发射一次数据,发射时间2Sec;( V$ c: d& j( X1 C' x/ p
发射机输入电压DC13.8V,输出电流5A;3 V; }& g8 w( i! Q
当地日照时数7~8h。
8 D$ w+ `# ~7 y0 I# X 2.测站蓄电池容量经计算得出为38AH。
. O; z8 B; a& a$ I' ~! D 3.测站太阳能电池容量阵列输出功率WP W为25~35w。
* B# ?& t) T9 o9 E @) m5 s, | 综合以上结果,太阳能电源设计值为:9 G# |) R5 P) {
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。2 V. ?0 K- p6 n$ y2 m- A
三、太阳能电源安装使用中注意的问题" N# X, k' Z. C/ R9 R( B
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。
% h/ L. z* G' y3 C% { 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。
5 J5 D$ A- G; E# o6 W3 S, c( a, o 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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