離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)設(shè)計中的電源電子解決方案

圖6中的分布式架構(gòu)更靈活，可支持不斷變化的負載需求。在這種情況下，可使用太陽能直流/直流轉(zhuǎn)換器支持能量存儲軌（即充電），直流/直流轉(zhuǎn)換器可支持負載需求。這種方法的缺點是始終有兩次電源轉(zhuǎn)換。但總的來說，如果預(yù)計太陽能陣列和負載同時工作，則這是最優(yōu)的解決方案。

簡單示例

在從高階角度查看電源結(jié)構(gòu)后，我們現(xiàn)在來看一個簡單的低功耗示例。設(shè)想一個可經(jīng)常在施工桶或混凝土護欄頂部看到的“施工區(qū)危險報警閃光燈”。從高階角度看，報警閃光燈僅在夜晚工作，電池將在所有其它時間充電。這種特性允許我們使用公共母線架構(gòu)，因為報警閃光燈或者在充電，或者在閃爍，兩種操作不會同時進行。我們可以將太陽能直流/直流轉(zhuǎn)換器、雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器和負載控制合并成一個單獨的雙向轉(zhuǎn)換器來進一步簡化拓撲。圖6給出了建議的電路設(shè)計。

圖6：建議的電路圖

建議的電路設(shè)計采用Microchip的PIC16F690單片機和兩個MCP1630模擬PWM控制器來驅(qū)動雙向反激式轉(zhuǎn)換器。在白天，此配置使用太陽能作為輸入并對電池充電。在夜晚，由于在太陽能陣列上檢測到的能量低到可忽略不計，轉(zhuǎn)換器開始按照編程的“閃爍”模式為LED燈供電。表1列出了這些假設(shè)和計算結(jié)果。

表1：應(yīng)用假設(shè)和結(jié)果

結(jié)論

分布式應(yīng)用將繼續(xù)利用太陽能安裝成本不斷降低這一趨勢。最終應(yīng)用需求將對系統(tǒng)拓撲起決定作用并突出關(guān)鍵的性能權(quán)衡問題。基于單片機的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)在支持各種最終應(yīng)用以及支持光伏太陽能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展方面具有極大的靈活性。這種靈活性意味著當(dāng)前的設(shè)計在未來仍有可用性