太阳能控制器
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太阳能控制器范文第1篇
引言
太阳能LED路灯白天充电、晚上使用，无需铺设复杂、不消耗常规能源及使用寿命长等优点，可大量节省电费和施工费，属于当今社会大力提倡利用的绿色能源产品。目前市场上很多太阳能路灯控制器，都是采用直充方式充电，没有对蓄电池进行控制与保护，导致能源利用率不高，可靠性不强。本文设计一个以AVR单片机为核心的控制器，采用了PWM技术进行蓄电池充电，并加强对蓄电池在使用过程的监控;可提高蓄电池的有效容量和延长蓄电池的使用寿命，从而提高太阳能光伏系统的可靠性。
1.系统总体设计
太阳能路灯控制系统主要由太阳能电池板、控制器、阀控蓄电池和LED路灯构成，其中控制器影响着整个系统的工作，因此本文设计的控制器具有以下功能：采用PWM充电技术，实现多阶段式智能充电，负载过流及短路保护，蓄电池过放电和反接保护，太阳电池板过压保护，以及温度补偿功能。控制器采用Atmega88微控制器来实现太阳能充电控制器的全部功能。
2.充电控制电路
电路采用了太阳能电池、蓄电池正极相连的接法，微控制器的电源由79L05负电压稳压模块提供，不同的接地端对应着不同的电源电压;这样的处理方便各种被测电压的采集，具体电路见图1所示。图中RV1是太阳电池板过压保护，当由一些原因，如雷击或光伏阵列串接错误等，使得太阳能电池板过压输出到控制器中，此时压敏电阻阻值迅速下降，把限制过压进入控制器电路，D11和F1构成蓄电池反接保护。R21、R22和C3组成太阳能板电压检测电路，在PC0处采样到的测量值送入单片机模数转换输入引脚;用于控制太阳能板工作指示灯和启停路灯。R33、R34和C10构成蓄电池电压检测电路，测量值同样送入单片机进行模数转换处理。
图1
充电电路由Q3、Q5、Q6、C4、R27、R28及D10组成，其中Q3在此作开关用，对太阳能板具有防反接作用;Q6是用于充电方式的控制。单片机根据PC1检测到的蓄电池电压，通过PD7脚的信号来控制充电的方式。太阳能电池板对蓄电池的充电分为直充、浮充和涓流充电三个阶段，每一个阶段都有一个充放电电压点。蓄电池的这些电压点是会随温度变化而改变的，因此，温度的补偿由R35、R36、C1和负温度系数电阻RT1组成的电路实现。
3.放电控制电路
放电电路主要由Q1、Q2、R3、R5和D2组成，见下图2所示。单片机会根据太阳电池板的电压判断是否要开启或熄灭LED路灯;同时，单片机会根据蓄电池的电压判断是否过放而切断负载。在放电电路中，还需有一定措施保护蓄电池，防止负载短路、过流，保证整个系统的稳定运行。电路通过检测电阻R7的电压来进行判断是否短路、过流，R7为阻值为0.01欧、过电流能力在10A以上的康铜丝，它的取样电压最多不超过0.2V，因此，需要运放LM358对其进行放大，经U2A放大后送入单片机PC3和U2B，当放电电流超过1.2倍额定电流30S时过载保护动作。短路时（大于额定电流3倍）单片机发出关断指令，同时电压比较器翻转关断场效应管Q2，负载断电得到护。短路保护采用硬件加软件的形式，具有反应速度快。
图2
4.结语
本文充分利用了单片机的软硬件资源设计一款太阳能路灯控制器，实现对蓄电池充、放电的智能化管理。采用PWM充电方式，提高了蓄电池的使用寿命。该控制器具有可靠的保护措施，但由于充电采用直充方式，影响充电效率，有待于进一步改善。
参考文献
太阳能控制器范文第2篇
关键词：太阳能；PIC单片机；控制器；蓄电池
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02
进入新世纪，工业生产发展迅速，人类活动范围扩大，这对能源的需求量随之放大。世界能源问题突现，各国都重视能源结构的优化与相关技术的创新，特别是清洁能源的发展。近十年来，我国重视太阳能、生物能等新能源方面的开发与利用。
相对火电、水电和核电的各自的缺点，太阳能发电的两优势比较明显。一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全干净，不会有危险和破坏环境。同时太阳能电池原料—硅的获取资源丰富；电池转化效率不断提高，成本降低，使之太阳能的应用得以推广。重点在小型太阳能电站、大型并网电站、建筑光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、通信卫星供电系统等供电领域展开广泛应用。
在太阳能发电系统应用过程中，充电效率的提高，系统寿命的延长主要在于控制器的性能优劣。太阳能控制器是太阳能发电系统的关键部件，其主要完成对畜电池的充电和放电控制，使发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。以及过充、过放等情况出现时的保护。所以本文从关键问题的解决及系统的综合管理入手，开发出了一种适应性强、智能化程度高的太阳能控制器。
1 系统概述
智能型控制器的主电路同其他控制器一样，也可以是并联型、串联型、PWM型和多路型。该控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器构成一个微机数据采集和检测控制系统，既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，又可详细积累光伏系统的历史数据，为评估光伏系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供准确而充分的依据。此外，该控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。
智能型控制器的主要功能：
1.1 蓄电池充电控制
采用先进的“强充（BOOST）/递减（TAPER）/浮充（FLOAT）自动转换充电方法”，依据蓄电池组端的电压变换趋势自动调整充电电流，或控制多路太阳能电池方阵的依次接通或切离，既可充分利用宝贵的太阳能电池资源，又可保证蓄电池组安全而可靠地工作。
1.2 蓄电池过放电控制
当蓄电池发生过放电时，自动切断负载，以保护蓄电池。
1.3 数据采集和存储
采用高精度12位串行A/D转换器，对“当前状态参数”进行实时快速采集，并存至掉电不丢失数据的EEPROM存储器中。该存储器还可保存前100d的“历史数据”。“当前数据”、“历史数据”及“控制设置参数”等可由4*4矩阵按键选择，并由16*2字符液晶显示器显示工作状态及统计数据。
1.4 通信功能
主站与每台控制器可以进行远距离数据传输。
太阳能控制器范文第3篇
关键词：太阳能 大电流 控制器 检测系统 充电电流 放电电流
中图分类号：TK511文献标识码： A
一、项目背景
在太阳能光伏发电领域，不管是离网系统还是并网系统，太阳能光伏充放电控制器在系统中都起着至关重要的作用，扮演着系统管理和组织核心的角色。蓄电池组充电效率、系统运行效率、系统监控、保护功能的可靠性很大程度取决于控制器。控制器的质量由其充电特性、负载特性、控制特性、可靠性四个方面决定。充电特性主要指太阳能光伏方阵通过控制器对蓄电池组进行大电流充电、涓流充电、浮充充电等功能的管理能力；与太阳能电池方阵匹配、充电原理和充电方式有密切关系。负载特性主要指控制器带大电流负载能力和耐受大电流冲击能力。控制特性主要指对蓄电池各种保护功能及充放电管理。而控制器的可靠性则与充放电电路设计、元器件使用、焊接工艺等因素有关，其中，主要是与控制器所采用的功率驱动管工作的稳定性有着密切关系。在实际运行中，控制器的功率驱动管始终处于大电流的开关运行状态，因此从某种意义上讲，功率驱动管带负载能力是决定控制器运行稳定的重要技术指标。为了生产出可靠性高与稳定性好的控制器，需要对控制器大电流充放电、耐冲击电压、耐冲击电流、蓄电池过充保护、过放保护等一系列参数进行检测，其检测方式和检测途径是至关重要的。
对于高电压大电流控制器多采用模拟搭接太阳能充放电回路结合钳形电流表和万用表进行检测，这种方式设备主要包括太阳能电池方阵、蓄电池组、阻性负载或感性负载、电缆、开关及相关部件组成。关键存在最大的弊端是，实验进度要依据天气情况而定，如果是阴天或多云天气，那充电电流将不能持续均匀的施加于控制器，并且使用高电压大电流蓄电池组，充放电循环时间持续很长，并且电压不具有可调性，在检测过程中，某些检测点（蓄电池组过充保护点、过放保护点）很难测量到精确值，负载放电端，采用大电流阻性负载或者感性负载并联组成，实际试验时，危险性高，安全性差。
同时由于投入成本比较高，而且测试系统连线复杂，操作过程繁琐，检测效率低，精度不高，可靠性差、功能少等缺点， 没有必要的过载、短路保护功能。由于缺乏相应的检验手段，产品不能有效地进行质量监控，以致严重影响了产品的一致性和可靠性。
二、系统组成及工作原理
为了克服现有检测技术的不足，本系统提供一种能够迅速准确的对DC220V(或更高电压)太阳能光伏充放电控制器进行大电流充电、大电流放电、控制器过充保护点及过充保护点恢复、控制器过放保护点及过放保护点恢复、控制器充电效率、控制器输入输出功率、冲击实验及定时充放电检测的高电压大电流检测系统。
1、系统组成
本系统包括：三相干式大功率调压器（带调速调压功能）、三相全波整流桥、功率负载箱、光伏模拟器电源、直流接触器、自愈式并联电容器、直流智能检测仪表、温度控制器、时间继电器、直流断路器、操作台、按钮指示灯、电缆及其他部件等组成。
2、系统工作原理
工作原理：系统采用太阳能光伏电池模拟器电源来提供太阳能光伏充电工作电压，光伏模拟器输入电压范围DC（0～1000V）, 电流40A；采用100KVA三相干式调压器，通过三相全波整流桥转换直流电压来模拟太阳能电池方阵，整流桥后端接自愈式并联滤波电容，去除电源输出端干扰，避免控制器由于谐波存在而误动作；负载端采用2个10KW功率负载箱，每个负载箱电流投入抽头比为20A、10A、10A、5A、2A、2A、1A，共计每个电阻箱总电流为50A，2个电阻箱总电流为100A。功率负载箱与蓄电池端模拟电源并联连接。在测试时，加入蓄电池电压，使控制器工作，此时投入小电流负载，负载箱流过的电流由太阳能光伏电池模拟器电源来提供，此时投入调压器模拟电压，由于电源不能给电源充电，此时小容量电阻箱与充电电源形成回路，充电端电源使控制器充电管（IGBT）处于开通状态，充电电流经由电阻箱消耗，在充电管(IGBT)开通状态下，继续投入电阻箱电流，此电流完全流经控制器充电控制单元，功率负载箱、控制器、方阵端、模拟电源形成充电放电回路，达到控制器大电流充放电测试的效果。
图1 系统工作原理图
3、系统检测项目
①充电功能检测；②放电功能检测；③控制功能检测；④充电效率检测；
⑤放电效率检测；⑥控制器功耗检测；⑦回差电压检测；⑧保护功能检测；
4、系统主要性能指标
①三相干式大功率调压器电压调节范围：0V-430V；最大工作电流134A；
②三相全波整流电路电压调节范围：0V-602V；最大充电电流150A左右；
③最大放电电流：100A；
④最大冲击电流：100A；
⑤温度保护范围：0℃-1300℃；
⑥交流电压测量精度：0.5级；
⑦直流智能计量仪表测量精度：0.5级；
⑧时间继电器延时精度：打开电源±0.01%±0.05s；来信号±0.01%±0.03s
本系统以操作台为中心，其中三相干式大功率调压器、功率负载箱、太阳能电池模拟器等3个主要设备都通过高质量航空接头和工业插座与操作台无缝对接，操作台内部由5个直流接触器组成切换电路，通过按钮指示灯操作直流接触器进行充电回路与放电回路灵活手动切换，具备电气互锁与机械互锁功能；也可以根据检验手段的不同，通过充电时间继电器或放电时间继电器实现定时充电与定时放电检测功能；操作台面板上包括7只高精度指示仪表，在不同测试过程中，可以同时监测调压器输出端电压、经整流的直流输入电压、输入电流、输入功率；功率负载箱实时温度显示、控制器输出电压、输出电流、输出功率；充电时间设定、放电时间设定、冲击时间设定等。
图2 系统实物图
三、系统设计目的及意义
该系统设计的主要目的是使用三相调压器和功率负载箱来分别代替太阳能电池方阵、蓄电池组；从而达到给控制器充放电的功能。此系统具有操作过程简单，检测效率高，精度高，可靠性和安全性好、功能多等优点，从检测方式来看，此系统可以不用考虑天气和其他环境因素的影响，可以随时随地的进行试验；从传统上来看，该系统节省大量的初始投资，无需太阳能光伏方阵与蓄电池组，实验系统整体集成化程度高，便于拆卸，对于高电压大电流太阳能充放电控制器充放电实验是一个简单方便的检验平台。
四、系统创新点及研究成果
本系统可以单独检测控制器，对于不同电流等级的控制器，可以通过提高相关组成设备的电压电流等级及负载功率来实现，所测技术参数通过交直流智能监测仪表直观显示，可以涵盖及全面测量控制器各种功能与技术参数，可以在比较短的时间里，在线监测及鉴别其产品质量合格与否，同时该系统最大优点是依靠调压器和功率负载箱彻底取代庞大的太阳能电池方阵和笨重的蓄电池组。
本系统与现有常规检测方式相比具有如下特点：
1.本系统采用三相全桥整流调压来模拟太阳能电池方阵，使输入电压范围宽，调压间隙小，输入电压稳定，可以根据需要进行调节，实现了控制器大电流充电实验，解决了由于传统方式易受天气情况的影响检测，从而提高了测量的方便性，提高检测效率。
2.本系统通过简单直流接触器自锁与互锁电路实现充电回路与放电回路的自由切换，操作便捷，可靠性高、稳定性好，安全性高、检测效率高。解决了由于传统方式的系统连线复杂且繁琐，使操作可靠性与安全性得到有效保证。
3.本系统通过1组直流接触器解决了控制器大电流冲击试验；
4.本系统充放电时，与传统方式相比，彻底取代庞大的太阳能电池方阵和笨重的蓄电池组，其投入成本比较少，占地面积小，集成程度化高等优点。
五、结论
太阳能控制器范文第4篇
关键词：新能源小车；永磁无刷电机；单晶硅太阳能电池板；单片机；电压转换器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.056
因为环境污染和不可再生能源短缺等问题日益严峻，所以最近几年来全球大力发展新能源汽车，尤其是电动汽车。本项目设计和制作出一款造价低廉且使用太阳能充电方便实用的代步电动小车。与目前市场保有量巨大的电动车相比它具有更强的操作稳定性和安全性以及可遮风挡雨等优点，又具有使用太阳能作为能源，且尺寸小，造价和维修成本低，充电方便等特点。这是一款全新的以太阳能作为辅助能源的新能源小车。
新能源小车主要由驱动控制系统、电池组、底盘、电气系统、太阳能辅助充电系统组成。整车采用动力装置后置后轮驱动。车架使用矩形钢焊接而成，使其更加轻量化。
1 电机的选择
永磁无刷电机是总体上来说是一种高性能的电机。具有直流电机的良好外特性而没有有刷电机那样的机械换向结构是直流无刷电机最大的特点。另外，它的转子是用永磁体制成的，所以没有励磁损耗，并且容易发热的电枢绕组是装在外面的定子上的，因此不存在散热困难这一问题。同时具有没有换向火花，不受无线电干扰，使用寿命长，运行稳定可靠，维修方便，转速不受机械换向，效率和能量密度高等优点。
因为本款小车主要特点是轻便和低价，所以对电机功率和转速的要求并不算高，更多考虑的是价格和质量体积等因素，所以综合考虑本款小车最终选用的是永磁无刷直流电机。经过计算满足小车最高车速35km/h的设计要求
2 电池的选择及容量的确定
铅酸蓄电池技术最成熟，最安全，成本也低，是电动汽车的可选动力电源，但比能量、比功率都比较低。因为本款小车对续航里程的要求不是非常，而更多考虑的是成本问题和安全性问题，最终选择铅酸蓄电池作为本款小车的能量来源。
假设汽车在中等载荷150kg的状态下以车速35km/h连续行驶设计续航里程40km，t经过计算，同时考虑到价格因素和市场上铅酸蓄电池的规格，最终选定电池组的容量为20AH。
3 太阳能电池板
（1）太阳能电池板充电过程。一般对蓄电池而言充电方式主要有三种，分别是恒流充电方式、恒压充电方式、脉冲充电方式。考虑到太阳能电池板的发电特性及控制的难易程度，选择恒压充电方式对蓄电池进行充电比较合适。恒压充电是指对蓄电池充电时电压恒定，充电电流随着蓄电池电压升高而逐渐减小，直至为零。实践证明，当充电电压低于电池电压允许最大上限时恒压充电是安全的，即使是长时间充电也不会产生危险，而且如果需要的话电池还可以工作在浮充状态。
（2）太阳能控制器。考虑太阳光的光照强度变化很大，使得太阳能电池板的输出电压和输出电流亦随之变化很大，最大输出电压甚至可达20V，电流可达5A。如果直接将太阳能电池板与蓄电池相连，那么蓄电池会因充电电压和电流的剧烈变化而造成寿命减短甚至损坏的后果，因此必须在太阳能电池板和蓄电池之间安装一个太阳能控制器，用来稳定充电电压和充电电流，使其充电电压稳定在14V左右，同时太阳能控制器还起到过充和限流保护及阻止反向放电等作用，从而使得蓄电池在安全高效的情况下长期稳定工作。
太阳能控制器对蓄电池和太阳能电池的电压进行实时采集，然后经过A/D转化将采集到的电压值转换为数字信号输入到单片机中进行处理，单片机对接收到的信号进行分析判断后输出指令经过光耦来驱动MOSFET的导通与截止。并通过控制MOSFET的导通时间来控制给蓄电池充电的电压。当蓄电池的电压达到14.5V时，单片机控制MOSFET管截止，太阳能电池板停止对蓄电池充电。其控制流程简图如下：
太阳能电池板在给蓄电池充电的时候要考虑到蓄电池的过充和使用寿命等问题，所以在采用恒压充电方式给蓄电池充电的过程中存在三种模式，这三种模式分别是快充模式、过充模式以及浮充模式。单片机根据采集到的蓄电池的电压值来决定太阳能电池板使用哪种模式来给蓄电池充电。具体来说就是单片机根据蓄电池电压值输出相应的脉宽调制PWM来调制MOSFET管栅偏置，控制其导通时间。当检测到蓄电池电压在12V以下时使用快充模式，也就是使MOSFET管导通的PWM脉冲占空比达到最大；当检测到的蓄电池电压在12V―14V之间时使用过充模式，依然是通过调节PWM脉冲的占空比来实现；当检测到蓄电池电压达到14.5V时，MOSFET截止，太阳能电池板停止对蓄电池充电。通过三种模式的精准控制可以使得太阳能电池板对蓄电池的充电达到最优状态。
因为单晶硅太阳能电池板具有转换效率高，技术成熟等优点，所以本款小车选用单晶硅太阳能电池板作为辅助电源为电池组充电。
考虑到小车的尺寸，在价格和装配尺寸允许的情况下，选用功率尽可能大的太阳能电池板，所以经过综合考虑最终选用功率为100W的单晶硅太阳能电池板，其尺寸为1200mm*540mm*30mm。
4 控制系统
小车的工作过程大致如下图所示，太阳能电池板发的电经过太阳能控制器稳压后给蓄电池充电，蓄电池与主控制器相连，主控制器根据加速踏板电压信号，电机转子位置霍尔传感器信号及其他各种输入信号等综合判断分析，产生相应的PWM脉宽信号，用以控制电机驱动器的导通与关闭，进而控制电机的通电时间，以实现电机转速的调节，最后电机通过减速装置将驱动力传递给驱动轮，进而实现小车不同速度的前进或后退。
控制系统大体上可由电机驱动系统、主控制器系统、辅助系统三大部分组成，由于本款小车的控制不是很复杂，所以将电机驱动系统与主控制器系统做为了一体，具体来说就是将电机驱动器和主控器封装在了一起。
（1）主控制器系统。信号接收和处理部分是控制器中最为核心的控制部分，其由型号为PIC16F72的单片机作为主控芯片。如下图3所示：
（2）辅助系统。辅助系统主要由电压转换器和周围电路组成。也就是说整个小车的电路其实是分成两个部分，一个是强电部分，这个部分由电池组直接给电机和控制器供电；另一个部分是弱电部分，这个部分由电池组经电压转换器转换而来。本次设计电动小车电压转换器为三线制，其中红线接电池组正极，黑线接电池组负极，黄线是12V电压输出线，各用电设备以并联方式接于其上，并共用黑线作为负极。
太阳能控制器范文第5篇
关键词：太阳能；电池组件；层压机；加热系统
中图分类号：TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 12-0000-01
层压机的主要作用是对层叠好的太阳能电池组件进行层压和封装处理，使层叠的电池组件变成完整的电池组件，算是一种组件封装设备。在对层叠的电池组件进行层压和封装处理的过程中，为了保证电池组件的封装质量，层压机需要对电池组件进行加热。因此，为了能够有效提升太阳能电池组件层压机的工作效率以及电池逐渐的封装质量，需要对太阳能电池组件层压机的加热系统进行深入研究和分析，明确太阳能电池组件层压机加热系统的工作效率。
一、太阳能电池组件层压机加热系统的分类和系统组成
太阳能电池组件层压机加热系统的主要分为两种，分别是电加热系统以及油加热系统。其中，电加热系统指的是在层压机的电加热板内放置加热棒，然后通过对加热棒进行通电加热提升的加热板温度的方法，使封装平台的温度达到设定要求，保证层压机工作效率和电池组件的封装质量。油加热系统指的是先在加热器中将导热油加热，使其达到设定要求温度值，然后再将加热后的导热油引入加热板内部的循环管道中，通过热传导作用使加热板的温度不断上升，最终达到设定的温度要求[1]。
在这两种加热系统中，电加热系统的功率比较大，加热速度要比油加热速度快且不会对环境造成污染，但是电加热系统对加热板进行加热的稳定性比较差，尤其是再进行大面积加热工作时，很难控制控制温度的均匀性，在一定程度上会对层压机的工作效率以及电池组件封装质量造成影响。而相对于电加热系统而言，虽然油加热系统加热速度比较慢，而且还会对环境造成一定污染，但是油加热系统能够实现对加热板的均匀加热，即使是再进行大面积加热工作的过程中，也能够通过对温度进行精确控制保证加热板温度的均匀性，进而保证太阳能电池组件层压机的工作效率，保证电池组件的封装质量。因此，在当前的太阳能电池组件的压缩机加热系统中，多使用油加热系统。
太阳能电池组件层压机加热系统主要由膨胀箱、温度传感器、加热器、加热功率控制器、热油管路、PLC、热油泵、触摸屏以及封装平台等9个部分组成。
二、太阳能电池组件层压机加热系统的工作原理
在太阳能电池组件层压机加热系统的工作中，首先，要按下加热系统的加热按钮，并通过触摸屏对封装平台的工作温度以及加热占空比进行设定；然后再通过加热功率控制器控制层压机加热系统的加热功率，对加热器中导热油进行加热处理。当加热器中的导热油升高到一定温度，满足了加热系统加热要求之后，在利用PCL控制器，控制热油泵将导热油通过热油管路将导热油送到封装平台，在封装平台内，另外设有两套独立的双向蛇形管路，可以实现导热油的反向流转，自动补偿损失的温度，控制封装平台温度的均衡性。
另外，在加热器的上部还设有用来盛放了冷却的导热油的膨胀箱。封装平台内的两套蛇形管路，一端连接着热油泵和膨胀箱，一端连接着加热器，当加热系统进行热涨后，多余的导热油就会通过管路流到膨胀箱中，冷却之后再补充到加热系统中继续利用。为了能够实现更好的对封装平台内的温度进行控制，在加热器和封装平台中热油管路的进出口端都布置着温度传感器，以实现全方位的对封装平台和加热板的温度进行检测，并将检测信号第一时间传递给PLC控制器。PLC控制器会对传递来的温度信号进行详细处理和分析，然后将结果传递给加热功率控制器，这样加热功率控制器就可以根据PLC传递来的结果合理的对加热功率进行控制，再次将加油器中的导热油进行加热处理，接着再次完成上述整个循环[2]。
三、太阳能电池组件层压机加热系统研究
（一）系统加热部分结构
太阳能电池组件层压机加热系统主要由安装在封装平台中的蛇形管路、加热器、加热功率控制器以及热油泵组成。在加热系统运行过程中，加热功率控制器会控制加热功率对加热器中的导热油进行加热处理，然后，当导热油温度达到要求之后，热油泵会将加热器中的导热油通过管路输送到加热板和封装平台的管路中以完成加热工作。
（二）温度检测和控制系统
温度检测及温度控制系统由温度传感器、PLC可编程逻辑控制器、加热功率控制器以及触摸屏等组成，在加热系统工作当中，会先由安装在各管路端口、加热板以及封装平台上的温度传感器对温度进行检测，当温度传感器检测到温度变化之后，会将检测到的温度信号传递给PLC可编程逻辑控制器，然后PLC会对所接受到的温度信号进行处理和分析，得出结果并将所得结果先是在触摸屏上，最后，管理人员可以直接通过触摸屏对加热功率控制器进行全程控制，保证导热油的温度始终满足层压机封装平台的工作要求，提高层压机工作效率和电池组件的封装质量。
（三）温度传感器
温度传感器主要是通过金属铂在特定的温度下，所产生自身电阻值变化而检查实际温度值，温度传感器具有良好的传感精确度，并且它的稳定性较高，可以应用的温度范围较大，对200-650℃范围中的温度检测具有较高的精确性，实用性较强[3]。
太阳能电池层压的过程中，通常要求层压机工作台在工作的过程中，具有良好的温度保证，避免因为温度差异所带来的测量差值。而温度传感器不仅具有良好的铂热电阻性能，同时还有较高的稳定性，能够满足太阳能电池层压对工作温度20-150℃的温度要求，能够及时并准确的测量温度，是十分恰当的温度传感器元件。
四、结束语
有效控制太阳能电池组件层压机加热系统，保证太阳能电池组件层压机封装平台的温度均衡，不仅能够保证电池组件封装质量，还能够大大提升层压机的工作效率。因此，一定要在对太阳能电池组件层压机加热系统额研究，寻找到能够控制加热系统，保证温度均衡的有效方法。
参考文献：
[1]张纯江.太阳能电池层压机的单片机控制系统设计[J].自动化与仪表，2011（02）.
太阳能控制器范文第6篇
【关键词】西门子LOGO！ 光线采集与转换 互锁控制 电压检测显示
提高太阳能利用率的方法有两种，一种是研究新型材料提高太阳能的转换率，另一种是提高太阳的接收率。本系统就是依据第二种方法，设计了一种基于西门子LOGO！的太阳能跟踪系统。本系统采用光线传感器采集四个方向的光线强弱，电路简单、稳定性好。经实践证明本设计性能良好、运行稳定。
1 总体设计
1.1 基本功能
由于太阳东升西落，在每天的每个时程，一个方向上的阳光都在不断的变化。所以太阳能发电板不能只朝着一个方向，要“动起来”，才能获得较多的太阳光。本设计光伏电机控制器是基于西门子LOGO！开发的，它主要由逻辑编程来实现对电机转动方向的控制，进而实现对太阳能电池板组件方向的控制。
主控单元是由西门子LOGO！组成的控制电路。主机集成8个数字量输入（包括2路AI 在12/24V DC状态下）和4路数字量输出；集成了数据保持功能，可确保当设备突然掉电的情况下，数据被安全保存；具有密码保护功能，可保护用户的专有知识；集成了36个功能块，无需附加的设备，例如时间小时计数器；西门子LOGO！可以使成本减少70%以上，不易于磨损，节省维护费用；DIN导轨安装，几乎没有配线需求，编写和改变程序只需按动按钮。
光线采集单元由LM324与光线传感器组成。显示单元是由数码管组成的电压显示模块。如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 光线采集电路设计
光线采集电路采用的是四路光线传感器采集光照，将光照强度转换为电压值，再通过LM324的比较电路，控制三极管的输出电平。图2为一路光照采集转换电路，X1为输出端，输出给西门子LOGO！。K1为此路输出的限位开关，当光线较强时，X1端输出高电平，X轴电机正向转动，当限位开关K1被按下时，电机停止转动。如图3所示为四路光线采集电路。
2.2 控制电路设计
该系统采用西门子LOGO！控制器，结合继电器，通过光线采集与控制电路，实现了对太阳能电池板寻光的控制。
此款西门子LOGO！工作电压可以为DC12V/DC24V，在此控制系统中采用的是12V蓄电池供电。光线采集电路是通过光照传感器采集东西南北四个点的光照，经过LM324的比较电路处理， 将数字电平高低送给西门子LOGO！的I1～I4输入端口。西门子LOGO！的输出端是四组由西门子LOGO！逻辑编程控制的开关。输出经过四个继电器的组合锁存电路，由两组输出分别控制X轴和Y轴的电机。由两个电机去控制太阳能电池板的转动方向，进而实现太阳能电池板寻光的效果。继电器采用的是双组继电器，其工作电压为12V。电机采用的是12V直流电机。电路设计图如图4所示。
3 实验应用
完成控制器的设计，另准备带电机与光源的太阳能电池板系统。将控制器与太阳能电池板系统上的电机正确连接好后，通上电，进行测试。然后观察太阳能电池板组件的转动方向，发现太阳能电池板正在向光源转动，然后观察此时的电压。等一段时间后，发现太阳能电池板组件停止转动，此时电压上升，电池板组件已经寻找到最佳光源照射位置。经测试，系统正常运行。
4 结论
本设计基于西门子LOGO！控制器，相比单片机，减少了其电路的设计，电路简单，大大的提高了其开发效率。与PLC相比，更加的小巧灵活，便于开发与维护。并且使用了继电器锁存电路控制电机转动，使系统更加安全可靠的运行。给出了硬件部分的设计图和软件部分的设计图，并制作了样品进行测试，测试结果性能良好，有良好的适用价值。
参考文献
[1]陈永峰. 利用单片机来控制直流电机正反转系统的探讨[J]. 电子技术与软件工程， 2015（06）：263-263.
[2]电器控制系统与可编程控制器[M]：机械工业出版社，2007.
[3]张晓霞，殷盼盼等.基于C805 1F 的太阳能电池自动追踪系统[J].沈阳建筑大学学报 （自然科学版），2009（07）.
[4]郑锋，王炜灵，陈健强等.全天候太阳能自动跟踪系统装置的研究[J].科技视界，2014（23）：176-177.
[5]张兴磊，杨丽丽， 张东凤.一种太阳自动跟踪系统的设计[J].青岛农业大学学报：自然科学版，2008，25：315-318.
作者简介
杨清学（1965-），男，四川省青川县人。大学本科学历。现为成都职业技术学院副教授。研究方向为通信技术、光伏发电技术及应用。
太阳能控制器范文第7篇
关键词：太阳能;LED灯;工作原理
Abstract: The basic composition, system of a solar LED evacuation staircase lamp working principle, the solar battery component selection, storage battery, solar battery components selection of stent design were discussed and introduced in detail.
Keywords: solar LED lamp; working principle;
中图分类号：S611文献标识码：文章编号：
前言
随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用；另一条是寻求新的节能技术，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。
应用在楼梯消防疏散照明系统上，太阳能LED灯能达到减排，低碳，节能效果。
太阳能是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源，太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，所以发光效率高，一般人都认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源更伟大的改革。太阳能LED照明集成了太阳能与LED的优点，本文对一款太阳能LED灯做了深入探讨与详细介：
系统介绍
1.1 系统基本组成简介
系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、LED灯头、控制箱（内有控制器、蓄电池）和灯杆几部分构成；太阳能电池板光效达到127Wp/m2，效率较高，对系统的抗风设计非常有利；灯头部分以1W白光LED和1W黄光LED集成于印刷电路板上排列为一定间距的点阵作为平面发光源。
控制箱箱体以不锈钢为材质，美观耐用；控制箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比。
1.2 工作原理介绍
系统工作原理简单，利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池白天太阳能电池板接收太阳辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至10lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右，充放电控制器侦测到这一电压值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电8.5小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。
2、系统设计思想
太阳能路灯的设计与一般的太阳能照明相比，基本原理相同，但是需要考虑的环节更多。下面将以香港真明丽集团有限公司的这款太阳能LED灯为例，分几个方面做分析。
2.1 太阳能电池组件选型
设计要求：广州地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。
（1）广州地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算广州地区峰值日照时数约为3.424h；
（2）负载日耗电量 = = 12.2AH
（3）所需太阳能组件的总充电电流= 1.05×12.2×÷（3.424×0.85）=5.9A
在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。
（4）太阳能组件的最少总功率数 = 17.2×5.9 = 102W
选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常运行。
2.2 蓄电池选型
蓄电池设计容量计算相比于太阳能组件的峰瓦数要简单。
根据上面的计算知道，负载日耗电量12.2AH。在蓄电池充满情况下，可以连续工作7个阴雨天，再加上第一个晚上的工作，蓄电池容量：12.2×（7+1） = 97.6 （AH），选用2台12V100AH的蓄电池就可以满足要求了。
2.3 太阳能电池组件支架
为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多，我们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。
关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨，近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次LED灯使用地区为广州地区，依据本次设计参考相关文献中的资料，选定太阳能电池组件支架倾角为160°。
2.4 控制器
阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。蓄电池防过充、过放保护电压一般参数，当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。
在选用器件上，目前有采用单片机的，也有采用比较器的，方案较多，各有特点和优点，应该根据客户群的需求特点选定相应的方案，在此不一一详述。
2.5 表面处理
该系列产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，使产品性能大大提高，达到了最严格的AAMA2605.2005的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求。
3、结束语
太阳能控制器范文第8篇
【关键词】标志车;供电装置;太阳能光伏发电技术;技术改造
引言
随着高速公路建设的迅速发展，高速公路保有量逐年增加，高速公路养护作业量也日益增多。我国交通部1991年2月了《国省干线GBM工程实施标准》，明确规定在高等级公路养护作业时，为满足公路交通管制的需求，必须配置标志车[1]。标志车，是一种道路施工或其他原因造成道路封闭而提醒或指示车辆驾驶人员改变行车行为的交通安全警示设施。笔者单位所使用的TYB-A型拖挂式标志车，是带有电源和可变信号标志牌的单轴挂车，经多年在道路施工中的使用，其所存在的问题也日益明显，主要体现在故障率高、经济及安全性差等方面。这些问题，不仅增加了设备运行与维护的成本，更为重要的是，因设备故障而导致的道路交通事故，造成了财产损失和人身伤害。故此，有必要采取相关措施，改善或解决上述问题。
1.TYB-A型标志车的简介
1.1 结构功能
TYB-A型标志车主要由底盘、供电装置、电控装置、信号指示装置以及升降装置五部分组成，其结构如图1所示。底盘，由车架1、车轮2以及支撑腿5构成，主要起牵引、行走和承载上装的作用。供电装置和电控装置，位于底盘左上方的控制箱3内，主要由发电机组、变压器、蓄电池和控制面板等组成，用于提供动力和控制负载工况。信号指示装置，位于底盘右上方，主要由标志牌4（包括限速标志牌41和灯光矩阵牌42）及警灯8等组成，用于提醒或指示驾驶员注意减速、变道或禁行等。升降装置，位于底盘中上方，主要由托架6和电动拉杆7等组成，利用直流电机正、反转工作原理控制拉杆的伸缩，从而达到灯光矩阵牌42升降（平躺和竖直）目的。
图1 TYB-A型标志车的结构示意图
1.2 工作原理
标志车所装备小功率发电机组，产生220V交流电，一方面作为备用电源（220V交流输出功能），另一方面经变压器变压整流后输出12V直流电压，供蓄电池充电之用;蓄电池输出电流至控制面板，通过选择控制器面板上的按钮，达到电源通断、指示标志变换、闪烁频率切换以及灯光矩阵牌升降等目的。
2.TYB-A型标志车的问题剖析
通过对标志车结构功能和工作原理的介绍，并结合其多年来在道路施工中的使用，笔者对标志车所存在的问题归纳为如下三个方面：
第一，故障率高。标志车已进入损耗故障期，零部件老化、磨损以及疲劳现象频发，主要表现在供电装置。
第二，安全性差。汽油为易燃易爆品，如储运、加注不当，极易应发火灾;另外，在夜间，因标志车故障导致可变信号指示失效时，极易发生道路交通事故。
第三，经济性差。燃油消耗量大，使用成本高;故障频发，维护成本增加。
在上述的三个问题中，第一个问题是关键性的问题。如果解决了供电装置的问题，第二、三这两个问题也将迎刃而解。
3.技改思路的提出
通过对标志车所存在问题的剖析，考虑到标志车底盘、电控装置、信号指示装置以及升降装置性能良好的现状，本着“合理利用，优化组合，节约成本”的原则，将此次技改重点锁定为“供电装置”。
结合多年工作经验及对光伏发电技术的文献研究，笔者提出了“利用太阳能光伏发电系统作为标志车的供电装置，去除原车220V输出功能（该功能在实际施工中极少使用，且为辅助功能，故考虑删减）”的技改思路。产生此种想法的缘由为，太阳能光伏发电技术已较为成熟，基于该技术的发电系统稳定可靠，节能环保，管理简单，自动化程度高，长期运行维护费用低，且具有无污染、无噪音、维护简单等特点[2]。
4.太阳能光伏发电系统的设计
太阳能光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、可靠性以及经济性的原则，做到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理，达到最好的经济效益。
在设计过程中，所牵涉的因素很多，但因素有主次之分，应忽略一些次要因素，以便设计时能把握重点。因此，在抓住影响太阳能光伏发电系统设计的主要因素后，如标志车的负载特性（直流负载）、工作时间（连续工作时间长，耗电量大）以及作业方式（野外流动式作业）等，笔者认为，选择“有蓄电池的直流光伏发电系统”作为标志车的供电装置较为适宜。
4.1 系统工作原理及组成
有蓄电池的直流光伏发电系统的工作原理比较简单。有阳光时，太阳能光电板直接将光能转换为电能，并通过充放电控制器把太阳能光电板产生的电能储存于蓄电池中。当直流负载用电时，蓄电池中的电能通过充放电控制器合理分配至各个直流负载上。该系统的主要由太阳能光电板、充放电控制器、蓄电池、直流负载以及附属直流。配电装置等组成，如图2所示。
图2 有蓄电池的直流光伏发电系统结构示意图
4.2 系统组件选配
此系统组件选配主要依据标志车的负载特性、工作时间、作业方式以及使用地气候条件等对蓄电池、太阳能光电板以及充放电控制器的有关参量进行测算。为了使该系统能够给负载提供足够的电源，而又不至于增加成本，就要合理选择系统组件，以达到优化配置的目的，该系统各组件选配方法如下。
4.2.1 负载选型及功耗测算
（1）负载选型。该系统的用电负载主要是LED灯光矩阵牌、LED警示灯和电动推拉杆，皆为直流型负载，详见表1。LED灯光矩阵牌用于指示、禁止或限制车辆或行人交通行为，LED警示灯用于警告车辆或行人注意危险地点，电动推拉杆作为LED灯光矩阵牌升降之用。通常情况下，用电负载的工作时间段为当日18：00～次日6：00。因直流配件箱、充放电控制器的自耗电小，故耗电量忽略不计。
（2）功耗测算。在该系统中，各用电负载的额定功率与日耗电用时相乘后累加值，即为该系统负载日耗电总量，计算公式如下：
式中，Qi：表示所有用电负载日耗电总量，单位为W・I;
pi：表示各用电负载的额定功率，单位为W;
ti：表示各用电负载日耗电用时，单位为。
则所有用电负载日耗电总量计算如下：
Qi=20W×4I+0.5W×6I×2+120W×0.05I=92W・I
4.2.2 蓄电池容量测算与选型
蓄电池，是光伏发电系统中的储能装置，其作用是将太阳能光电板输出的电能以化学能的形式存在起来，按需输出于负载使用。与太阳能光电板配套的蓄电池，通常工作在浮充状态下，其电压随着太阳能光电板的发电量和负载的用电量变化而变化。考虑到蓄电池的供电能力受环境温度、放电电流以及夜间或阴雨天向负载连续供电等有关因素的影响，要求其电容比负载所需电量大得多，且寿命长、易维护。
（1）容量测算。蓄电池储备容量的大小主要取决于用电负载的耗电情况，此外，还与蓄电池放电深度、环境温度等有关。一般而言，蓄电池容量计算公式如下[3]：
式中，C：表示蓄电池容量，单位为A・I;
K1：表示安全系数，通常取1.1～1.4，此处取最大值;
Qi：表示所用用电负载的总用电量，单位为W・I;
N：表示最长无日照用电天数;
U：表示系统电压，根据负载类型确定的系统电压（即蓄电池电压）;
CC：表示蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85，本系统选配铅酸蓄电池，应取0.75;
T：表示温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2;标志车使用地主要为江苏地区，使用期约为3～11月份，故此处取值为1。
根据用电负载类型，确定系统电压U为DC12V;鉴于蓄电池容量设计需达到最长无日照7天条件下仍能正常工作的考虑，N取值为7;则蓄电池容量计算如下：
（2）蓄电池选型。根据计算结果，选择型号为6-FMJ-100（容量为100A・I/12V）胶体蓄电池。
4.2.3 太阳能光电板功率测算与选型
太阳能光电板，是光伏发电系统中的核心部件，其作用是将太阳的辐射能转换为电能。目前，国内市场上晶体硅太阳能光电板所占比重较大（约九成以上），其基本类型有单晶体硅和多晶体硅，因单晶体硅太阳能光电板的性价比较高而被广泛应用。
（1）功率测算。太阳能光电板功率的大小主要取决于用电负载耗电、使用地气候条件、系统损耗等。一般而言，太阳能光电板功率计算公式如下：
式中，Pm：表示太阳能光电板的峰值功率，单位为W;
K2：表示损耗系数，与当地污染程度、线路损耗以及光电板安装角度等有关，通常取1.6～2.0，此处取最大值;
Qi：表示所有用电负载日耗电总量，单位为W・I;
Tm：表示太阳能光电板的平均峰值日照时数，可根据当地气象部门提供的数据而确定，单位为h;基于使用地点为江苏地区，则平均峰值日照时数为3.9467046 h（参照南京），此处取值为3.95。
则太阳能光电板的功率计算如下：
（2）太阳能光电板选型。根据计算结果，选择45C型单晶硅太阳能光电板，其主要参数如下：峰值功率Pm为45W，峰值电压为Vm为17.2V，峰值电流Im为2.57A，开路电压VCC为21.6V，短路电流ISC为2.76A。
4.2.4 充放电控制器参数测算与选型
充放电控制器，是光伏发电系统中的重要部件，其作用是使太阳能光电板和蓄电池高效、安全、可靠地工作，以获得最高效率，并延长蓄电池使用寿命。结合负载特性，充放电控制器对太阳能光电板的输出电流加以管控，对蓄电池充放电条件加以限制，防止蓄电池反充、过充以及过放现象的发生。
（1）最大充电电流，是指控制器所能控制的太阳能光电板给蓄电池充电时标准充电电流，其计算公式如下：
IFSC=K3*ISC
式中，IFSC ：表示最大充电电流，单位为A;
K3：表示安全系数，通常取1.25;
ISC：表示太阳能光电板短路电流，单位为A。
则控制器所能控制的最大充电电流计算如下：
IFSC=1.25×2.76A=3.44A
（2）最大负载电流，是指负载工作时，控制器所能控制的负载回路标准电流，其计算公式如下：
式中，I：表示最大负载电流，单位为A;
K3：表示安全系数，通常取1.25;
PL：表示各用电负载的额定功率之和，单位为W;
K4：表示损耗系数，通常取0.8;
U：表示控制器工作电压（即蓄电池电压）;
则控制器所能控制的最大负载电流计算如下：
（3）控制器选型。根据最大充电电流与最大负载电流的计算结果，将控制器的充放电电流设计为20A比较适合，故选择型号为20A 的控制器，其主要参数如下：额定充电电流20A，额定负载电流20A，工作电压12V，空载损耗（自耗电流）≤7mA。
4.3 系统安装与调试
太阳能光伏发电系统是涉及多种专业领域的高科技发电系统，不仅要有合理可靠、经济实用的优化设计，选用质量高、稳定好的系统组件，还必须有可靠的安装与调试[4]。
在安装方面，主要包含两部分，一部分为太阳能光电板在控制箱3上方的安装及直流配电柜、充放电控制器、蓄电池等电器设备在控制箱3内的安装;另一部分为各系统组件之间的连接线路铺设施工。在调试方面，常规的测试项目包括太阳能光电板测试、控制器性能测试以及系统的绝缘电阻测试、绝缘耐压测试、接地电阻测试等，可利用专业书籍及专用工具便可完成调试工作。
在安装调试结束后，将太阳能光伏发电系统接入整车系统，进行“实况负载耗电”测试，实测用电负载连续正常工作时间约为8.5天，符合设计值要求（最长无日照用电天数为7天）。
5.技改后的标志车在施工中的应用
在整车测试完毕后，历经4个月时间，配套有太阳能光伏发电系统的标志车在锡张、沪宁、宁常镇溧、京沪、宁杭等高速公路养护工程中得以应用。总体而言，太阳能光伏发电系统运行情况良好，各部位工况稳定，无故障出现，未进行维护，无运行费用投入，未出现安全隐患，操控简易而方便。
6.结语
太阳能光伏发电技术，是一种最具有可持续发展的可再生能源发电技术，对于节约常规能源、保护自然环境以及促进经济持续稳定发展都有着极为重要的现实意义和深远的历史意义。此次，将这项高新技术嫁接至老款标致车中，充分体现了“合理利用，优化组合，节约成本”的原则，优化了企业的技术装备，提高了设备运行的安全可靠性，减少了设备运行成本，延长了设备的使用周期。通过施工应用这一环节，基于太阳能光伏发电技术的标致车改造的可行性得到了进一步验证，可作为拥有该类型标致车的相关施工企业借鉴技改之用。
参考文献
[1]李宁. TB3000型拖挂式标志车电气控制系统[J].西安公路学院学报，1993，13：70-74.
[2]闫妍，马文阁，杜鹃，金成山.无线遥控式太阳能交通信号灯的研究设计[J].辽宁工学院学报，2007，27（1）：11-14.