太阳能离网控制器选择方法

  太阳的光线出现在生活中的每一个地方，人们的生活已离不开太阳，太阳能不仅为植物生长提供光源，而且也能为人类提供能源，现在的光伏发电就是非常大程度上利用了太阳能。在太阳能离网系统中，光伏控制器的作用是把光伏组件发出来的电，经过变换，存于蓄电池之中，除此之外，还有保护蓄电池，防止蓄电池过充等功能。目前控制器主要有两种技术路线：脉冲宽度调试(PWM)方式和最大功率点跟踪(MPPT)方式，每种方式都有其优点和缺点，可根据不同场景去选择。

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  早期的光伏控制器都是PWM的，这种电气结构相对比较简单，控制器由一个功率主开关和电容以及驱动和保护电路组成，通过开关管的PWM占空比，来控制输出电压。

  PWM控制器，连接太阳能阵列和电池板之间只有一个开关，随着电池被逐渐充满，电池电压升高，PWM控制器会慢慢地减少提供的给电池的电量，光伏输出不一样会按上限功率输出。PWM控制器，具有蓄电池充放电管理功能，能防止蓄电池过充和过放。

  由于PWM型控制器太阳能组件和蓄电池之间只有一个开关相连接，中间没电感等分压装置，因此在设计时，组件的电压大约为蓄电池的电压1.2-2.0倍，如24V的蓄电池，组件输入电压在30-50V之间，每串只能配一块组件，48V的蓄电池，组件输入电压在60-80V之间，每串只能配两块组件。

  MPPT控制器是第二代太阳能控制器，同PWM控制器相比，它多了一个电感和功率二极管，因此功能更强大。

  一是它具有上限功率跟踪功能，在蓄电池充电期间，太阳能组件能以上限功率输出，除非电池达到饱和状态;二是光伏组件的电压范围宽，控制器中间有一个功率开关管和电感等电路，组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间，如果是24V的蓄电池，组件输入电压在30-80V之间，每串可以配一到两块组件，如果是48V的蓄电池，组件输入电压在60-110V之间，每串可以配两到三块组件。

  PWM和MPPT控制器都有自身独特的优点和缺点，选择哪种方案取决于太阳能光伏阵列的设计特性、成本以及外部环境等条件。当我们最终选择时要重点考虑以下几点因素：

  PWM方式技术成熟，电路简单可靠，价格实惠公道，但组件的利用率较低。组件的利用率约为80%以上;MPPT太阳能控制器，指具备上限功率点跟踪功能的太阳能控制器，组件和蓄电池之间有一个BUCK降压电路，组件的利用率约为90%以上。

  2kW以下的小型离网系统，主要用户是贫困无电地区，如偏远山区，非洲某些贫困国家，主要是解决照明的需求，用户对价格很敏感，因此建议采用PWM的控制器，修正波的逆变器，把控制器、逆变器和蓄电池做成一体。这种方式结构相对比较简单，效率高，用户接线方便，价格也很便宜，带动灯泡、小电视、小风扇也没有问题。

  2kW以上的离网系统，建议采用MPPT控制器，组件利用率高，整机效率高，组件配置也比较灵活。总的来讲，没有哪一种技术是最好的，因此对于用户来说，应该听从专家的意见，确保选择正确的控制器来满足自己的需要。如果某一天人们能高效利用太阳能，相信能解决很大的能源问题，毕竟太阳能是符合可持续发展战略的，能保证人类的永续发展，要求我们科研人员更加努力。

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