22选定蓄电池容量 Ah 2000 48V/2000Ah 23选定蓄电池容量 Wh 24系统蓄电池单价 TWh 1.2 25系统蓄电池价格 元|11500 26系统太阳电池单价 元W45含支架 27系统太阳电池费用 341161 28控制器价格 元2000输入12路每路20A,输出2 路每路20A 29逆变器价格「 匚元 30其他 31合计 元476361 32 光伏电源充放电控制器 1.控制器的功能 (1)高压(HVD)断开和恢复功能:控制器应具有输入高压断开和恢复连 接的功能。 (2)欠压(LVG)告警和恢复功能:当蓄电池电压降到欠压告警点时,控制 器应能自动发出声光告警信号 (3)低压(LⅦD)断开和恢复功能:这种功能可防止蓄电池过放电。通过 种继电器或电子开关连结负载,可在某给定低压点自动切断负载。当电压升到 安全运行范围时,负载将自动重新接入或要求手动重新接入。有时,采用低压 报警代替自动切断 (4)保护功能 ①防止任何负载短路的电路保护 ②防止充电控制器内部短路的电路保护 ③防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护 ④防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护 ⑤在多雷区防止由于雷击引起的击穿保护。 (5)温度补偿功能:当蓄电池温度低于25℃时,蓄电池应要求较高的充电 电压,以便完成充电过程。相反,高于该温度蓄电池要求充电电压较低。 通常铅酸蓄电池的温度补赏系数为一5m/°C/CELL。 2.控制器的基本技术参数 (1)太阳电池输入路数:1--12路 (2)最大充电电流 (3)最大放电电流
15 22 选定蓄电池容量 Ah 2000 48V/2000Ah 23 选定蓄电池容量 Wh 96000 24 系统蓄电池单价 元/Wh 1.2 25 系统蓄电池价格 元 115200 26 系统太阳电池单价 元/Wp 45 含支架 27 系统太阳电池费用 元 341161 28 控制器价格 元 20000 输入12路每路20A， 输出2 路每路20A 29 逆变器价格 元 30 其他 元 31 合计 元 476361 32 三．光伏电源充放电控制器： 1．控制器的功能： （1） 高压（HVD）断开和恢复功能：控制器应具有输入高压断开和恢复连 接的功能。 （2） 欠压（LVG）告警和恢复功能：当蓄电池电压降到欠压告警点时，控制 器应能自动发出声光告警信号。 （3） 低压（LVD）断开和恢复功能：这种功能可防止蓄电池过放电。通过一 种继电器或电子开关连结负载，可在某给定低压点自动切断负载。当电压升到 安全运行范围时，负载将自动重新接入或要求手动重新接入。有时，采用低压 报警代替自动切断。 （4）保护功能： ① 防止任何负载短路的电路保护。 ② 防止充电控制器内部短路的电路保护。 ③ 防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护。 ④ 防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护。 ⑤ 在多雷区防止由于雷击引起的击穿保护。 （5）温度补偿功能：当蓄电池温度低于２５℃时，蓄电池应要求较高的充电 电压，以便完成充电过程。相反，高于该温度蓄电池要求充电电压较低。 通常铅酸蓄电池的温度补赏系数为 －5mv/ºC/CELL 。 2．控制器的基本技术参数： （1） 太阳电池输入路数：1――12 路 （2） 最大充电电流： （3） 最大放电电流：
(4)控制器最大自身耗电不得超过其额定充电电流的1% (5)通过控制器的电压降不得超过系统额定电压的5% (6)输入输出开关器件:继电器或 MOSFET模块 (7)箱体结构:台式、壁挂式、柜式 (8)工作温度范围:-15°C-+55℃ (9)环境湿度:90% 3.控制器的分类 光伏充电控制器基本上可分为五种类型:并联型、串联型、脉宽调制型、 智能型和最大功率跟踪型。 (1〕并联型控制器:当蓄电池充满时,利用电子部件把光伏阵列的输出分流 到内部并联电阻器或功率模块上去,然后以热的形式消耗掉。因为这种方式消 耗热能,所以一般用于小型、低功率系统,例如电压在12伏、20安以内的 系统。这类控制器很可靠,没有如继电器之类的机械部件 (2〕串联型控制器:利用机械继电器控制充电过程,并在夜间切断光伏阵列。 它一般用于较高功率系统,继电器的容量决定充电控制器的功率等级。比较容 易制造连续通电电流在45安以上的串联控制器 (3〕脉宽调制型控制器:它以PWM脉冲方式开关光伏阵列的输入。当蓄电池趋 向充满时,脉冲的频率和时间缩短。按照美国桑地亚国家实验室的研究,这种 充电过程形成较完整的充电状态,它能增加光伏系统中蓄电池的总循环寿命。 (4)智能型控制器:采用带CPU的单片机(如 Intel公司的MCS51系列或 Microchip公司PIC系列)对光伏电源系统的运行参数进行高速实时采集,并按 照一定的控制规律由软件程序对单路或多路光伏阵列进行切离/接通控制。对 中、大型光伏电源系统,还可通过单片机的RS232接口配合 MODEM调制解调器进 行远距离控制。 (5〕最大功率跟踪型控制器:将太阳电池的电压U和电流I检测后相乘得到 功率P,然后判断太阳电池此时的输出功率是否达到最大,若不在最大功率点 运行,则调整脉宽,调制输出占空比D,改变充电电流,再次进行实时采样, 并作出是否改变占空比的判断,通过这样寻优过程可保证太阳电池始终运行在 最大功率点,以充分利用太阳电池方阵的输出能量。同时采用PWM调制方式, 使充电电流成为脉冲电流,以减少蓄电池的极化,提高充电效率。 4.控制器的基本电路和工作原理: (1)单路并联型充放电控制器 DI 太阳\开 电池 方阵关 器 检测池 D2 控制 电路 B 开关器件T2
16 （4） 控制器最大自身耗电不得超过其额定充电电流的 1% （5）通过控制器的电压降不得超过系统额定电压的 5% （6）输入输出开关器件：继电器或 MOSFET 模块 （7）箱体结构：台式、壁挂式、柜式 （8）工作温度范围：－15C — ＋55 ℃ （9）环境湿度：90％ 3．控制器的分类： 光伏充电控制器基本上可分为五种类型：并联型、串联型、脉宽调制型、 智能型和最大功率跟踪型。 （1〕并联型控制器： 当蓄电池充满时，利用电子部件把光伏阵列的输出分流 到内部并联电阻器或功率模块上去，然后以热的形式消耗掉。因为这种方式消 耗热能，所以一般用于小型、低功率系统，例如电压在１２伏、２０安以内的 系统。这类控制器很可靠，没有如继电器之类的机械部件。 （2〕串联型控制器：利用机械继电器控制充电过程，并在夜间切断光伏阵列。 它一般用于较高功率系统，继电器的容量决定充电控制器的功率等级。比较容 易制造连续通电电流在４５安以上的串联控制器。 （3〕脉宽调制型控制器：它以PWM脉冲方式开关光伏阵列的输入。当蓄电池趋 向充满时，脉冲的频率和时间缩短。按照美国桑地亚国家实验室的研究，这种 充电过程形成较完整的充电状态，它能增加光伏系统中蓄电池的总循环寿命。 （4〕智能型控制器： 采用带CPU的单片机（如 Intel公司的MCS51系列或 Microchip公司PIC系列）对光伏电源系统的运行参数进行高速实时采集，并按 照一定的控制规律由软件程序对单路或多路光伏阵列进行切离/接通控制。对 中、大型光伏电源系统，还可通过单片机的RS232接口配合MODEM调制解调器进 行远距离控制。 （5〕最大功率跟踪型控制器： 将太阳电池的电压U和电流I检测后相乘得到 功率P，然后判断太阳电池此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点 运行，则调整脉宽，调制输出占空比D，改变充电电流，再次进行实时采样， 并作出是否改变占空比的判断，通过这样寻优过程可保证太阳电池始终运行在 最大功率点，以充分利用太阳电池方阵的输出能量。同时采用PWM调制方式， 使充电电流成为脉冲电流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。 4．控制器的基本电路和工作原理： ⑴ 单路并联型充放电控制器： 太阳 电池 方阵 负 载 蓄 电 池 ＋ － 开 关 器 件 开关器件 检测 控制 电路 D1 D2 BX T1 T2
并联型充放电控制器充电回路中的开关器件T1是并联在太阳电池方阵的输 出端,当蓄电池电压大于“充满切离电压”时,开关器件T1导通,同时二极管D1 截止,则太阳电池方阵的输出电流直接通过1短路泄放,不再对蓄电池进行充电, 从而保证蓄电池不会出现过充电,起到“过充电保护”作用 D1为防“反充电二极管”,只有当太阳电池方阵输出电压大于蓄电池电压时 Dl才能导通,反之D截止,从而保证夜晚或阴雨天气时不会出现蓄电池向太阳电 池方阵反向充电,起到“放反向充电保护”作用。 开关器件2为蓄电池放电开关,当负载电流大于额定电流出现过载或负载短 路时,T2关断,起到“输出过载保护”和“输出短路保护”作用。同时,当蓄电 池电压小于“过放电压”时,T2也关断,进行“过放电保护”。 D2为“防反接二极管”,当蓄电池极性接反时,D2导通使蓄电池通过D2短路 放电,产生很大电流快速将保险丝B烧断,起到“防蓄电池反接保护”作用 检测控制电路随时对蓄电池电压进行检测,当电压大于“充满切离电压”时 使T1导通进行“过充电保护”;当电压小于“过放电压”时使T2关断进行“过放 电保护”。 (2)串联型充放电控制器 串联型充放电控制器和并联型充放电控制器电路结构相似,唯一区别在于开 关器件1的接法不同,并联型T1并联在太阳电池方阵输出端,而串联型Tl是串联 在充电回路中。当蓄电池电压大于“充满切离电压”时,T1关断,使太阳电池不 再对蓄电池进行充电,起到“过充电保护”作用。 其它元件的作用和串联型充放电控制器相同,不再赘述。 DI 太阳 电池 蓄电池 负 电路 开关器件T2 开关器件T1 3.检测控制电路的组成和工作原理:
17 并联型充放电控制器充电回路中的开关器件T1是并联在太阳电池方阵的输 出端，当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，开关器件T1导通，同时二极管D1 截止，则太阳电池方阵的输出电流直接通过T1短路泄放，不再对蓄电池进行充电， 从而保证蓄电池不会出现过充电，起到“过充电保护”作用。 D1为防“反充电二极管”，只有当太阳电池方阵输出电压大于蓄电池电压时， D1才能导通，反之D1截止，从而保证夜晚或阴雨天气时不会出现蓄电池向太阳电 池方阵反向充电，起到“放反向充电保护”作用。 开关器件T2为蓄电池放电开关，当负载电流大于额定电流出现过载或负载短 路时，T2关断，起到“输出过载保护”和“输出短路保护”作用。同时，当蓄电 池电压小于“过放电压”时，T2也关断，进行“过放电保护”。 D2为“防反接二极管”，当蓄电池极性接反时，D2导通使蓄电池通过D2短路 放电，产生很大电流快速将保险丝BX烧断，起到“防蓄电池反接保护”作用。 检测控制电路随时对蓄电池电压进行检测，当电压大于“充满切离电压”时 使T1导通进行“过充电保护”； 当电压小于“过放电压”时使T2关断进行“过放 电保护”。 ⑵ 串联型充放电控制器： 串联型充放电控制器和并联型充放电控制器电路结构相似，唯一区别在于开 关器件T1的接法不同，并联型T1并联在太阳电池方阵输出端，而串联型T1是串联 在充电回路中。当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，T1关断，使太阳电池不 再对蓄电池进行充电，起到“过充电保护”作用。 其它元件的作用和串联型充放电控制器相同，不再赘述。 3．检测控制电路的组成和工作原理： 太阳 电池 方阵 负 载 蓄 电 池 ＋ － 开关器件 检测 控制 电路 D1 D2 BX T1 T2 开关器件
蓄电池电压+ RI 过压检测控制 欠压检测控制 检测控制电路包括过压检测控制和欠压检测控制两部分。 检测控制电路是由带回差控制的运算放大器组成。Al为过压检测控制电路, A1的同相输入端由W1提供对应“过压切离”的基准电压,而反相输入端接被测蓄 电池,当蓄电池电压大于“过压切离电压”时,A1输出端G1为低电平,关断开关 器件T1,切断充电回路,起到过压保护作用。当过压保护后蓄电池电压又下降至 小于“过压恢复电压”时,A1的反相输入电位小于同相输入电位,则其输出端G1 由低电平跳变至高电平,开关器件T由关断变导通,重新接通充电回路。“过压 切离门限”和“过压恢复门限”由W和R配合调整。 A2为欠压检测控制电路,其反相端接由W2提供的欠压基准电压,同相端接蓄 电池电压(和过压检测控制电路相反),当蓄电池电压小于“欠压门限电平”时 A2输出端G2为低电平,开关器件T2关断,切断控制器的输出回路,实现“欠压保 护”。欠压保护后,随着电池电压的升高,当电压又高于“欠压恢复门限”时 开关器件T2重新导通,恢复对负载供电。“欠压保护门限”和“欠压恢复门限” 由W2和R2配合调整。 5.小型单路充放电控制器产品实例 (1)功能及特点 太阳能电源自动控制器是控制太阳能电池给蓄电池充电、蓄电池给负 载供电的盒式控制器。它采用双路太阳能电池对蓄电池充电充电电流随 蓄电池的充满逐路断开,而随着蓄电池的放电又逐路通恢复充 电。它同时对蓄电池的放电进行切断和恢复使用的控制这既符合蓄电 池的理想充放电特性,又提高了太阳能电池的利用率和充电效率 此设备具有防反充保护;防负载短路保护;防负载太阳电池组件 或蓄电池极性反接保护和防雷击保护。 (2)主要技术指标 系统电压 DC 12V 太阳能电池额定充电电流:5A。 蓄电池标称电压:12V
18 检测控制电路包括过压检测控制和欠压检测控制两部分。 检测控制电路是由带回差控制的运算放大器组成。A1为过压检测控制电路， A1的同相输入端由W1提供对应“过压切离”的基准电压，而反相输入端接被测蓄 电池，当蓄电池电压大于“过压切离电压”时，A1输出端G1为低电平，关断开关 器件T1，切断充电回路，起到过压保护作用。当过压保护后蓄电池电压又下降至 小于“过压恢复电压”时，A1的反相输入电位小于同相输入电位，则其输出端G1 由低电平跳变至高电平，开关器件T1由关断变导通，重新接通充电回路。“过压 切离门限”和“过压恢复门限”由W1和R1配合调整。 A2为欠压检测控制电路，其反相端接由W2提供的欠压基准电压，同相端接蓄 电池电压（和过压检测控制电路相反），当蓄电池电压小于“欠压门限电平”时， A2输出端G2为低电平，开关器件T2关断，切断控制器的输出回路，实现“欠压保 护”。欠压保护后，随着电池电压的升高，当电压又高于“欠压恢复门限”时， 开关器件T2重新导通，恢复对负载供电。“欠压保护门限”和“欠压恢复门限” 由W2和R2配合调整。 5．小型单路充放电控制器产品实例： ⑴ 功能及特 点: 太阳能电源自动控制 器是控制太阳能 电池给蓄电池充 电、蓄电池给负 载供电的 盒式控制器。它采用双路太阳 能电池对蓄电池 充电, 充 电电流随 蓄电池 的充满逐路 断开, 而 随 着蓄电池 的放电又逐 路接通 恢复充 电。 它同时 对蓄电 池的放 电进行 切断和 恢复使 用的控 制, 这 既符合 蓄电 池的 理想充放电特性, 又提高了太阳能电池的利 用率和充电效率。 此设备具有 防反充保护 ; 防负载短 路保护 ; 防负 载、太阳电 池组件 或蓄电池 极性反接保护和 防雷击保护。 ⑵ 主要技术指标: 系统电压： DC 12V 太阳能电 池额定充电电流：5 A 。 蓄电池标称电压 ：12 V 。 - + 蓄电池电压＋ A1 过压检测控制 欠压检测控制 G1 W1 - + A2 G2 W2 R1 R2
蓄电池充满电压:14.8V;充满恢复电压:13.5V 蓄电池过放电压:10.8V;过放恢复电压:13V 输出电压:10.8-14.8V额定输出电流:5每 (3)控制器电路工作原理: ①蓄电池充满检测及充满恢复电路: A3和A4为控制板充满检测电路,当蓄电池电压高于14.8V时,经运算 放大器电平比较后使U2C-8和U2D-14先后由低电平上跳至高电平发出 蓄电池充满切离信号M和N;经T1—T4驱动电磁继电器J1-J2动作, 使继电器J1-J2的常闭接点Z1—Z2断开,切断两路太阳电池方阵对蓄电 池的充电回路;直到蓄电池电压低于261—26.3V时经运算放大器电平比 较后使U2C-8和U2D-14先后由高电平下跳至低电平,发出蓄电池充满 恢复信号m和n,接通两路太阳电池充电回路又重新恢复对蓄电池进行充 电 ②蓄电池欠压检测及告警电路 U2B为控制板欠压检测电路,当蓄电池电压低于21.5时,U2B-7输出 由低电平上跳至高电平发出蓄电池欠压信号L,经T5推动后使LED3发 光二极管点亮,发出欠压告警信号同时继电器J3的常闭接点Z3动作,断 开蓄电池到负载的放电回路;直到蓄电池电压高于26.8V解除欠压告警信 号L,LED3熄灭,同时接通继电器J3的常闭接点Z3,恢复负载放电回路的 接通 (4)安装及操作使用 ·用导线将四副连接插头分别与两路太阳电池、蓄电池和负载相连接。注意正 极接红线,负极接黑线 ·将四副插头、插座正确连接,顺序为:①先接蓄电池,②再接太阳电池,③ 19
19 蓄电池充 满电压：14.8 V； 充满恢复电压： 13.5 V 蓄电池过 放电压：10.8 V； 过放恢复电压：13 V 输出电压 ： 10.8 -- 14.8 V 额定输出电流： 5 ⑶ 控制器电路工作原理： ① 蓄电池充满检测及充满恢复电路： A3 和 A4 为控制板充满检测电路，当蓄电池电压高于 14.8V 时， 经运算 放大器电平比较后使 U2C－8 和 U2D-14 先后由低电平上跳至高电平,发出 蓄电池充满切离信号 M 和 N; 经 T1—T4 驱动电磁继电器 J1—J2 动作， 使继电器 J1—J2 的常闭接点 Z1—Z2 断开,切断两路太阳电池方阵对蓄电 池的充电回路; 直到蓄电池电压低于 26.1—26.3V 时经运算放大器电平比 较后使 U2C－8 和 U2D-14 先后由高电平下跳至低电平, 发出蓄电池充满 恢复信号 m 和 n，接通两路太阳电池充电回路又重新恢复对蓄电池进行充 电。 ② 蓄电池欠压检测及告警电路： U2B 为控制板欠压检测电路，当蓄电池电压低于 21.5 时， U2B－7 输出 由低电平上跳至高电平,发出蓄电池欠压信号 L ，经 T5 推动后使 LED3 发 光二极管点亮，发出欠压告警信号,同时继电器 J3 的常闭接点 Z3 动作,断 开蓄电池到负载的放电回路；直到蓄电池电压高于 26.8V 解除欠压告警信 号 L, LED3 熄灭, 同时接通继电器 J3 的常闭接点 Z3 ,恢复负载放电回路的 接通。 ⑷ 安装及操作使用 ·用导线将四副连接插头分别与两路太阳电池、蓄电池和负载相连接。注意正 极接红线，负极接黑线。 ·将四副插头、插座正确连接，顺序为：①先接蓄电池，②再接太阳电池，③