张波,郑宏,曹丰文,索迹,汪义旺

(1.苏州市职业大学 电子信息工程系,江苏 苏州 215104;2.江苏大学 电气学院,江苏 镇江 212013)

应对能源危机有2种方法:1)寻求新能源和可再生能源的利用;2)寻求新的节能技术。太阳能光伏发电与半导体照明技术相结合应用便是现实应用中很好的例证。同时LED太阳能路灯具有安全可靠、维护简单、易于安装等优点,是目前研究的热点之一,正在被推广应用。因此本文对LED光伏路灯系统进行了深入的研究,并用双向直流变换器对其进行了优化设计。

1 LED光伏路灯系统的主要问题

LED光伏路灯系统主要由太阳能电池,控制器,铅酸蓄电池和LED灯组成。光伏电池产生的是直流电,LED路灯是直流驱动,容易匹配。白天太阳能电池将太阳能转换成电能同时对蓄电池充电,夜晚蓄电池供电给LED灯照明。系统中成本最高的是太阳能电池,在达到同样的效果条件下,系统设计目标为采用最少的太阳能电池,即发挥太阳能电池的最大效能。太阳能电池即非恒流源也非恒压源,其输出功率随光照强度和温度的变化而变化,在一定的光照强度和温度下,太阳能电池只有工作于某一点上时其输出功率才能达到最大。因此如何确保环境变化时太阳能电池工作在最大功率点上,即如何实现最大功率点跟踪(MPPT)是系统要解决的主要问题。另外LED的驱动,防止蓄电池过充过放并合理地对其充电也是系统要考虑的问题。

2 最大功率点跟踪的原理和实现方法

2.1 最大功率点跟踪的原理

太阳能电池的输出特性曲线如图1所示。……