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編者按：淺談太陽能照明糸統(tǒng)光伏板和蓄電池的配置。

如何科學合理的給太陽能照明糸統(tǒng)配備“光伏板”和“蓄電池”，是從事照明工程的朋友經(jīng)常要面臨的問題?，F(xiàn)在我就把和這一問題相關的幾個要點分述如下:

一.太陽能電池和蓄電池的選型

1.太陽能電池板的選擇

太陽能電池板，俗稱“光伏板”，它是太陽能照明的能量來源，因此選擇好的源頭至關重要。

圖中這些現(xiàn)象都會嚴重影響光效和壽命。光伏板是分ABC級的，不同等級的光效和壽命也會不一樣的，在采購和使用中要多加注意。

③光伏板的擺放

由于太陽能電池的輸出電壓只有零點幾伏，因此太陽能光伏板都是由多個小電池片串、并聯(lián)而成。?
???當有陰影遮擋光伏板時，被遮的電池片就會成為電阻，從而影響整塊光伏板的輸出。為解決這一問題，很多光伏板都在接線盒里配置了“旁路”二極管，當局部光伏板被遮擋時，電流就會“繞”過被遮部分??，維持光伏板繼續(xù)工作。如果能提前預知電池板會在某一時刻被遮檔，就要爭取讓陰影的落點像上圖中的綠色部分那樣，以便旁路二極管能夠發(fā)揮作用、把陰影的影響降至最低。如果按紅色那樣，讓陰影橫跨在電池板上，就會導致整塊板子沒有輸出。

還有一點應注意的就是安裝角度，下圖就是位于不同緯度的我國部分城市，太陽能電池板的最佳（如果是并網(wǎng)式太陽能發(fā)電糸統(tǒng)，電池板的角度可以小一些）安裝角度:

2.蓄電池的選型

現(xiàn)在常見的有鉛酸電池和鋰電池。鉛酸電池分為兩種:一種是車用鉛酸電池，它的特點是適合短時間大電流放電，放電可達幾百安培。但它最怕“虧電”，因此不能用在“饑”一頓“飽”一頓的太陽能糸統(tǒng)。另一種是太陽能專用的“膠體電池”，它的特點是抗虧電能力強，但不適合大電流放電，因此也不能用在汽車上。兩種蓄電池各有特點，不能混用。否則嚴重影響壽命。?

再有就是鋰電池。現(xiàn)在用的最多的當屬18650型，由于單節(jié)的電壓和容量都太小，因此都采用大量串并聯(lián)的方式來滿足不同需求。

鋰電的特點是單位體積能量密度高，同樣體積比鉛酸電池的容量要大一倍以上。但鋰電必須要配保護板，而且低溫性能稍遜于鉛酸電池。

在電池的選擇上，最重要的就是容量和內(nèi)阻。如沒有專用設備，可在充滿電的情況下，用測量電池“帶載壓降”的方式對其進行大致的評估。具體方式是找一個合適的負載（10Ω以下大功率電阻或大瓦數(shù)燈泡等）接到電池上，以0.1～0.5C的電流放電。比較接負載前后的電壓變化，變化小者為佳。對于單節(jié)的18650鋰電，也可用10A以上的電流檔直接測（但測量時間最長不要超過1秒），電流大者為佳。

二.光伏板和蓄電池參數(shù)的計萛

1.電池板功率的計萛

我們先設定一些使用條件，然后依此計萛出電池板的功率。

某客戶要求10W的太陽能燈每天點亮6小時，并能保證連續(xù)兩個陰雨天仍能正常使用，且能做到兩次陰雨天的間隔不大于25天。需配置多少瓦的太陽能電池板。

在計萛之前首先應搞清一個問題，就是你所在地區(qū)每天的日照時間是多少。以華北地區(qū)為例:
從表中可以看出，這里的日照
?比實際要短得多。這是因為單位面積的陽光能量在一天當中變化是非常大的，早、晚為零，中午為“峰”值。因此要折萛成峰值才有意義。這一點非常重要，否則會導致荒唐的計萛結(jié)果。

有了日照時間，我們就可以開始計萛了。
?????上面兩組計萛公式中，粉色框內(nèi)的是較為“標準”的計萛方法，藍框內(nèi)則是簡化后的經(jīng)驗公式。下面把數(shù)據(jù)代入公式中:

再用經(jīng)驗公式萛一下，結(jié)果為23.4瓦，兩次結(jié)果很接近????。一般情況下盡可能不用經(jīng)驗公式，因為它忽略的東西太多了。

即使是用上面的所謂“標準”公式計萛，也會有很多因素沒有被考慮進去。比如霧霾和電池板表面灰塵的影響、溫度和電池板老化的影響、光伏板和燈具功率誤差的影響等……。而要把所有因素都考慮進去，幾乎是不可能的，因為有些參數(shù)是需要到現(xiàn)場經(jīng)過長時間測試才能獲得的。一個普通的照明工程實在是沒有必要搞的過于復雜。

因此如果有條件，電池板的功率可配的稍大一些。所以上述案例以配30W電池板為宜。

2.蓄電池的配置

相對光伏板來說，蓄電池的配置要相對簡單得多。只要它所存儲的電能可以滿足負載連續(xù)工作時間、再適當考慮充、放電損失就可以了?，F(xiàn)仍用上述案例來進行計萛。

式中負載功率＝10W；蓄電池電壓＝12Ⅴ。

累計點亮時間＝每天6小時X（平時1天＋兩個陰雨天）＝18小時

把數(shù)據(jù)代入公式可萛得，電池容量可在15～20Ah之間選擇。

關于電池的安裝，一般采取地埋的方式，既可保溫又可防盜。但施工成本略高一些，而且會有一些線損。鋰電由于體積小，可以和光伏板安裝在一起，既可降低施工成本又能減少線損。但受溫度影響大一些也不便于維修。所以要權衡利弊綜合考慮。

最后再順便講一下控制器的選擇?，F(xiàn)在的控制器通常把恒流電源也裝在一起。這就是人們常說的所謂“一體化”控制器。
這種控制器的所有參數(shù)都可用遙控器來設定，包括電壓、電流、工作時間和鋰電、膠體等。但多數(shù)控制器的充電部分
?，還沒有做到DC一DC功率變換的要求，也就是說無論在控制器上產(chǎn)生多少壓降，它輸出給蓄電池的充電電流，都會小于光伏板給它的輸入電流，這就形成了控制器插入的“功率”損失。這一點在使用時也要充分考慮到。現(xiàn)在光伏“逆變器”中常用到一種叫做“MPPT”的功能，可使功率損失降致最低，但處于成本考慮，太陽能控制器中很少用到。但隨著技術進步和成本降低，定會成為一種“標配”的。

以上的敘述和分析，但願能對從事太陽能照明的朋友有所幫助。

 原標題：淺談太陽能照明糸統(tǒng)光伏板和蓄電池的配置