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發布時間：2020-11-07 12:44
既然光電是這么好的一種免費能源，那么為何全世界沒有都靠太陽能來發電呢？有些人對太陽能抱有一種錯誤的觀念。盡管太陽光確實是免費的，但光伏系統發的電并不是免費的。從我們對家用光伏系統的討論中您可以看到，這個系統需要很多硬件。目前，一個安裝好的光伏系統的成本約為每峰瓦 9 美元。據其稱，超日太陽能債高達十億，多家企業因與其借貸關系受到牽連。為了讓您對家用發電系統的成本有一個概念，讓我們來看一看 太陽房 —— 一幢位于北卡羅萊納州羅利市的模型住宅，北卡羅萊納州太陽能中心在其中安裝了光伏系統，以展示這項發電技術。這是一幢相當小的住宅，據估計，它的 3.6 千瓦光伏系統將滿足總電力需求的一半（該系統沒有使用電池，而是與電網相連）。盡管如此，以每瓦特 9 美元的價格來計算，安裝這個系統將花費您大約 32,000 美元。
光伏系統之所以通常用于遠離傳統電源的偏遠地區，原因就在于此。現在，它確實無法與電網競爭。不過，隨著研究工作的深入，太陽能發電的成本將會下降。研究人員相信，總有一天，市區的光伏系統的成本效益會同偏遠地區一樣。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發電系統的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯接電網來調節。部分問題在于，必須大規模生產才能盡可能地降低產品成本。而只有產品價格降到有競爭力的水平，才會產生對光伏系統的需求。這就陷入了進退兩難的境地。即便如此，需求量和模塊效率還是在不斷地提高，產品價格也在不斷地下降，全世界也越來越關注傳統電源所帶來的環境問題，所有這些都為光電技術帶來了光明的前景。
基于太陽能電池板的直流不間斷電源設計
（一）直流不間斷電源的控制芯片選擇
為了提高直流不間斷電源的適用范圍，我們基于太陽能電池板設計的直流不間斷電源要具有通用性強、性能可靠以及體積適中的特點，其中的控制芯片選擇起到十分重要的作用。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網并網，簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進行并網，這樣就可以減少成本和設備的安裝，但往往各地的電網的安全標準也許不允許這樣做，電力公司有可能反對發電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。在控制芯片選擇方面，鉛酸蓄電池具有密封度高、免維護以及安全無污染的特點成為直流不間斷電源蓄電池和后備電源的，而在鉛酸蓄電池的專用控制芯片選擇方面，我們選擇 UC3906 ，該芯片能夠具有鉛酸蓄電池充電所 需的全部控制功能和檢測功能，另外，該控制芯片還能夠將充電器內將各種電壓進行轉化，并且控制電池電壓隨著溫度系數的變化而發生相應的變化，提高了直流不間斷電源的溫度適應性，能夠在較大的溫度范圍內得到的充電、使用狀態。
UC3906 控制芯片內部含有獨立的電壓控制回路和限流放大器，能夠對直流不間斷電源的充電狀態進行調整，能夠有效避免因電流過大損害電池的問題。
基于太陽能電池板的直流不間斷電源電路單元設計圖
另外，根據這個電路設計， P1 計入的是太陽能電池板的電壓輸入，此供電電路單元是由蓄電池進行供電還是由備用蓄電池進行供電都是由太陽光的強度，也就是太陽能電池板吸收的太陽能來決定的。同時，在 VD 5 、 VD 7 、 R 7 、 R 8 將該電路設計中的主電壓分壓用控制三極管的導通或者是截止，通過這種方式對繼電器觸點進行控制和選擇，通過對觸電的控制和選擇就能夠對繼電器是使用太陽能電池板和備用蓄電池之間進行切換選擇，也就是說，在白天太陽光充足的時候，太陽能電 池板進行供電，這個時候繼電器的常開觸電處在吸合狀態，并且對鉛酸蓄電池進行充電，并且向外提供 8A 的直流電，當傍晚、夜間以及其他天氣狀態引起的太陽光不足的情況下，繼電器會切換到常閉觸電，這個時候蓄電池開始進行供電，以此來實現直流不間斷供電的目的。需要特別注意的是，在這個電路設計當中，繼電器是以動態的方式投入到供電使用當中的，因此在實際應用過程中要對繼電器的觸電電氣參數進行特別的關注，在實際應用過程中，經常會選用具有滯回特性的繼電器，也就是當太陽能電池板的電壓達到 15V 以及 15V 以上的時候，電路中的繼電器常開觸點 吸合，并且對鉛酸蓄電池進行充電、供電；但是當太陽光不足的時候，太陽能電池板的輸出電壓低于 15V ，但是由于繼電器的滯回特性，繼電器并不會立刻就切換到常閉觸點，而是當電壓降到 10V 左右的時候才會進行切換，由蓄電池進行供電。美國強制 自愿市場在美國，與綠證交易相配套的可再生能源配額制不可忽視（RPS）。由于外界太陽光的強度會隨時變化，這種具有滯回特性的繼電器能夠保證觸點工作狀態的穩定性，從而保證電源供電的持續性和穩定性。
