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MPPT技术助力运营商打造绿色能源网络
http://www.cww.net.cn   2012年4月28日 10:32    

国内的以太阳能为基础的电源系统大部分为离网型供电系统,大部分太阳能控制器控制功能简单,主要存在以下问题:

l  系统利用效率低,不能让太阳能电池组件输出最大功率;

l  对蓄电池的充放电管理功能较差,蓄电池运行寿命短;

l  控制器对系统的监控和管理功能较差;

l  系统为非模块化设计,扩容改造难度大。

以上问题是否可以得到有效解决,是否能够提高太阳能系统的利用效率,实现太阳能组件在不同使用条件下的最大功率输出,这对太阳能电源系统的发展极其重要。

通信节能的理念对于我们来说,就是在满足通信可靠性要求的前提下,最大限度地利用风光等绿色能源。为此我们在两个方面进行了细致的研究。

(1)最大限度地提高太阳能、风能电源的系统工作效率

近年来,太阳能电池价格虽有大幅回落,但所占系统投资比例仍在60%以上,因此,如何在满足使用的前提下,尽可能提高太阳能电池发电效率,减少太阳能电池用量,大幅降低系统投资就是目前应关注的重点。那么,在通信太阳能电源中引入太阳能最大功率跟踪MPPT技术,使得太阳能系统的工作效率提高就是一个良好的解决途径。

(2)对于存在多种能源输入可行的站点,引入多能量输入模式为通讯负载供电,在风、光、电、油、蓄等混合能源系统中设计能量使用优先权

在一体化混合能源系统中,设计了能量优选使用功能,供电优先使用太阳能、风能电能;电、油能源作为在线式候补电能,自动补足太阳能、风能的欠缺部分;蓄电池作为系统的“机动”电能,在市电供应有规律的站点,合理参加供电组合,使得在不影响系统供电可靠性和蓄电池使用寿命的前提下,最大限度地利用风光资源。采用风光油电蓄互补一体化供电系统,能保证重要基站全年供电不间断供电。

太阳能电池的输出特性曲线

图1  不同太阳能辐照度下太阳能电池的输出特性曲线

图1的电流-电压特性曲线显示了通过太阳能电池(组件)传送的电流I与电压U在特定的太阳能辐照度下的关系。如果太阳能电池电路短路,即U=0,此时的电流为短路电流;如果电路开路即I=0,此时的电压为开路电压。太阳能电池的输出功率等于流经该电池的电流与电压的乘积,即P=IU。

从图中可以看出,当太阳能电池的电压上升时,通过增加负载的电阻值或太阳能电池的电压从0(短路条件下)开始增加时,太阳能电池的输出功率亦从0开始增加;当电压达到一定值时,功率可以达到最大;这时,当阻值继续增加时,功率将越过最大点,并逐渐减少至0,即太阳能电池达到开路电压。太阳能电池输出功率达到最大的点称为最大功率点;该点所对应的电压,称为最大功率点电压Um;该点对应的电流,称为最大功率点电流Im;该点的功率,则称为最大功率Pm。

由此可见,太阳能电池的输出功率不仅受到日照、气温等自然环境的影响,在同等自然条件下,输出功率也会受到负载特性的制约。若要获得最大功率输出,则应将太阳能电池的输出电压稳定在最大功率点电压Um。

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来源:通信世界网-电信科学   编 辑:魏慧    联系电话:010-67110006-904
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