太陽能發(fā)電(光伏發(fā)電)是理想的清潔能源,與水力發(fā)電、風力發(fā)電等清潔能源相比,地域限制更低,甚至在自家的屋頂、陽臺都可以實現(xiàn)。簡單地說,只要能見到陽光就能發(fā)電。現(xiàn)在,起來越多的人意識到太陽能發(fā)電的好處,甚至達標的小型家用光伏發(fā)電系統(tǒng)還可以并網(wǎng)運行。在本文中,我們將對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成做出說明,并對前期翻譯自國外電子技術網(wǎng)站的相關資料做一個梳理。
太陽能電池板
太陽能發(fā)電的構(gòu)建要素
太陽能發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成由四個部分組成:太陽能電池面板、蓄電池、充電控制器、逆變器。其中,太陽能電池面板和蓄電池購買成品,充電控制器和逆變器可以自制。
1、太陽能電池板
太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)換為電能。其制造需要專門的工藝流程,電子愛好者難以自制?,F(xiàn)在,通過網(wǎng)購渠道可以輕松購買到合適的太陽能電池板。注意,它的輸出電壓和電流需要與蓄電池相匹配。對于12V蓄電池,太陽能電池板的開路電壓選擇18V;太陽能電池板的最大輸出電流不大于蓄電池容量的1/10。
2、蓄電池
太陽在白天升起,晚上落下。如果天空有云,則整天都見不到它。更壞的情況是,太陽在云層上一會兒露臉,一會兒躲起來。如此,太陽能電池板輸出的電壓時有時無,無法讓電器正常工作。接入蓄電池則可以解決這一問題。
3、充電控制器
充電控制器用于對蓄電池有效充電以及執(zhí)行一些相關的自動控制,確保蓄電池可以長期安全接入,給后級電路持續(xù)供電。注意,低電壓斷開電路往往被忽視,在長期使用的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,如果沒有此電路功能,會造成蓄電池壽命縮短。
充電控制器電子愛好者可以自制,下面給出一些相關資料的鏈接:
12伏10安培輸出太陽能電源
這是一個自帶低電壓斷開電路的太陽能充電控制器,可以直接驅(qū)動12V直流負載。
12伏20安培太陽能充電控制器
這個充電控制器不帶低電壓斷開電路,可以搭配下面的電路。
12伏15安培低電壓斷電開關
防止蓄電池過度放電。
4、逆變器
為120V或220V交流負載供電,太陽能發(fā)電系統(tǒng)必需配備逆變器。常見的逆變器電路有正弦波逆變器和方波逆變器。正弦波逆變器輸出的交流電與市電波形一致,在逆變器功率范圍內(nèi)可以為所有的市電設備提供電力;方波逆變器帶電感類負載的能力差些,產(chǎn)生的電磁干擾也更多,可以為大部分市電設備提供電力。
逆變器可以自制,下面給出幾個易于制作的逆變器電路:
CD4047制作12V到220V逆變器
CD4047生成50Hz的方波,通過功率三極管放大驅(qū)動變壓器輸出交流電壓。
SG3524打造的簡單逆變器
SG3524是開關穩(wěn)壓電源控制芯片,在本電路中將其應用為方波發(fā)生器。
采用普通電源變壓器的MOS場效應管逆變器
這個逆變器無需中心抽頭的變壓器,由兩對場效應管完成極性切換。
太陽能發(fā)電系統(tǒng)擴展組件
電壓表和電流表
12和24伏電池低功率LED電壓表
12伏電壓表(10級LED燈10.5V-15V)
一排LED顯示的電壓表或許是個好主意。
太陽能電池板電流表
這需要購買一個100uA電流表頭自制。
制作12V電池電壓表
這需要購買一個50uA電流表頭自制。
12V電池低電壓蜂鳴器
它可以為12V太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供低電壓蜂鳴提醒。
可調(diào)低壓直流電源
LM2575T開關穩(wěn)壓器應用于光伏產(chǎn)品
對于12V范圍內(nèi)工作的低壓設備,這個電路是有用的。
太陽能自動照明燈
12伏10安培手動/光控開關
適用于太陽能供電系統(tǒng)的自動照明燈電路。