優(yōu)化光伏系統

傳統結構的屋頂太陽(yáng)能系統安裝過(guò)程也在減少BOS成本，并提高性能。在這種結構中，太陽(yáng)能板以串聯(lián)/并聯(lián)陣列形式連接在一起，對陰影和錯配非常敏感。舉例來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)串行陣列中的面板，其性能受陰影或塵土的影響，整串的輸出就會(huì )受到嚴重的影響。對這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方案就是在面板或串聯(lián)級增加一個(gè)DC/DC變換器和一個(gè)極大的功率點(diǎn)追蹤器。

優(yōu)化
面板級的能量?jì)?yōu)化是一個(gè)非常重要的能量轉換和控制任務(wù)。這些功能要優(yōu)化太陽(yáng)能面板采集的能量，然后轉換為連續的電壓或電流，同時(shí)將工作狀態(tài)發(fā)送至中央控制器。這需要一個(gè)微控制器或狀態(tài)機、模擬感應電路、DC/DC電流轉換，以及有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信。

這些具體功能都是易于理解的，并適合集成在一個(gè)模塊中。這樣做能提供成本、可靠性和性能優(yōu)勢。優(yōu)化的MPPT輸出可增加系統的性能，并導致效率增加，有助于降低系統成本。

一個(gè)典型的MPPT集成方案就是ST公司的SPV1020。它包含了一個(gè)集成式升壓變換器，一個(gè)MPPT有線(xiàn)狀態(tài)機，模擬感應電路和一個(gè)PLM。變換器使用了一個(gè)高頻率交錯結構，可接納更小的電感和電容。這個(gè)高集成度的方案將在2010年晚些時(shí)候推出。

太陽(yáng)能適合大部分的工業(yè)應用，如離網(wǎng)的太陽(yáng)能供電路燈、標識、碰撞指示燈、安全系統、數據獲取和遠程通信。通常情況，在電網(wǎng)不能接入的地方會(huì )使用太陽(yáng)能。然而，在這些地方，太陽(yáng)能的使用會(huì )因為成本因素而受限。不過(guò)，同屋頂的太陽(yáng)能一樣，離網(wǎng)的工業(yè)太陽(yáng)能供電系統會(huì )隨著(zhù)成本和效率方面的改進(jìn)而增加應用。

離網(wǎng)發(fā)電系統需要很大的能量采集器，尤其是電池。這些電路需要安全和高效的充電，以不斷完善完備性和集成性。例如，Cypress半導體推出了使用PowerPSoC處理器的集成太陽(yáng)充電器參考設計。它用12V太陽(yáng)能板供電，來(lái)慢充12V鉛酸電池，這個(gè)參考設計包括了MPPT優(yōu)化和一個(gè)鉛酸電池充電器。

該產(chǎn)品的架構使用了一個(gè)電流控制的降壓整流器來(lái)進(jìn)行MPPT和電池充電（見(jiàn)圖4）。嵌入在PowerPSoC中的MPPT和電池充電器使用了電壓和電流回饋，使面板工作在峰值功率，通過(guò)控制降壓控制器的開(kāi)關(guān)來(lái)使面板工作在峰值功率中。

圖4 MPPT/充電器控制器結構框圖

在另一個(gè)實(shí)例中，ST微電子開(kāi)發(fā)了一個(gè)高度集成的HBLED太陽(yáng)能MPPT充電器/驅動(dòng)器。這個(gè)全集成的方案帶有MPPT優(yōu)化的電池充電器和集成的HBLED驅動(dòng)器。這個(gè)產(chǎn)品將在2010年晚期發(fā)布，非常適合于HBLED街燈照明應用。