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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: |# `4 h8 L" L3 J9 @ r( a
首先,数据采集仪器应采用低功能耗的。
/ O# p9 [7 i; i# F3 k* @& @ 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。6 [+ _" T) ~' R) U7 Q
一、关于硅太阳能发电板容量- ^$ L/ f6 a9 ?; {( O
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)。
g0 @; g$ O) b) V! C$ 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。9 u/ ^6 R7 u8 X5 B! h
太阳能电池阵列的具体设计步骤如下:; e+ m0 a2 G5 m, Q
1.计算负载24h消耗容量P。7 @9 w' q# U) p: ~
P=H/V
& Q; N8 P1 S! v. E V——负载额定电源
4 e3 P( R$ w+ t3 @; U `- } 2.选定每天日照时数T(H)。/ F4 F$ n' P7 l$ J" M
3.计算太阳能阵列工作电流。$ {) s: Y6 Z9 @ B1 U+ {+ B$ Z
IP=P(1+Q)/T& F4 `0 D5 z" R. K/ \7 L
Q——按阴雨期富余系数,Q=0.21~1.00
; G( U9 Y9 a9 x( c Z 4.确定蓄电池浮充电压VF。
0 x9 f, B v+ j; b; M 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。 g/ S/ @9 O$ P+ |1 v7 l: f
5.太阳能电池温度补偿电压VT。
0 e1 H) Q, U& C VT=2.1/430(T-25)VF0 C, `# W {7 j' u7 j! K
6.计算太阳能电池阵列工作电压VP。
! f' C& P W9 x: t! z$ ^" N5 ^( \ VP=VF+VD+VT3 q) h7 i7 y; @0 S) O
其中VD=0.5~0.7
# G/ ]% d$ w* S+ c N 约等于VF$ h+ l7 X& k- Q0 z3 B. M1 Q" B
7.太阳电池阵列输出功率WP平板式太阳能电板。7 A' I/ l! b1 \: H# |
WP=IP×UP
, ?& `( i+ T4 K# o' C# e: f7 w 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。
' o4 _. H" q, V [# J8 H' H/ U 二、关于蓄电池的容量计算. k+ C9 y+ G7 f' W
蓄电池的容量由下列因素决定:
4 N5 }$ S/ Z; n5 D 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%。
( ~5 C. _1 v$ I A- ?5 A/ K0 W 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%。
- J0 y6 F$ c9 O7 q$ I 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。( r0 t9 I, ?$ ?
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%。* L) o/ Z& B: F9 f0 X8 J* n. E
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。
! b& s* C5 N4 S6 S4 | \ 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:
( L8 o" G) h" L/ f 1.测站的主要参数:
0 M v! V4 P" {9 B; C7 u0 C$ |* e- s 每隔5min发射一次数据,发射时间2Sec;
3 N+ P6 j0 M# {3 N; Y* B( C 发射机输入电压DC13.8V,输出电流5A;# y$ V( j% S9 _
当地日照时数7~8h。/ e* j# g5 D1 _, e7 @3 f
2.测站蓄电池容量经计算得出为38AH。3 l7 _7 Z( ] I/ F
3.测站太阳能电池容量阵列输出功率WP W为25~35w。9 y( O L5 G2 [# Z8 w3 k
综合以上结果,太阳能电源设计值为:
y: X/ Q* A, c. R 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。
! S) Y+ h( m; w% G+ o# x" J. U 三、太阳能电源安装使用中注意的问题
) t1 y4 [1 H1 `+ b0 ` 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。6 L h$ s8 g( E$ `* }& ^
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。0 d1 \5 y e* v
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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