随着太阳能技术的日趋成熟和消费性电子产品(手机,数码相机,数码播放器以及笔记本电脑)的市场需求的大幅增加.近来,太阳能便携设备(主要是太阳能充器)也逐步增多.但对大多数消费者来说,它仍是一个华而不实的东西.它高昂的价格与其实用性能根本无法形成正比.更多的人愿意花很少的成本购买便携电源而非太阳能充电器.对此,笔者对其原因作了深入调查.究其原因,主要有以下问题:
1． 没有充分考虑其工作环境:
对太阳能充电器来说,应该充分考虑其工作环境.也就是说,它作为一种便携设备,在强光下工作的可能性是非常小的,没有会愿意拿着太阳能充电器在强光下爆晒.所以在设计时应该充分考虑其弱光性.但是现在普遍使用的是单晶的太阳能板,它的弱光性是最差的.笔者曾经对一块5V-500mA的单晶硅太阳能板进行测试,当其在1000W/平方米的光照条件下工作时,其空载电压为6.1V,在输出端加上5V恒压负载时,其电流为530mA.重新把光照条件改为20W/平方米(在晴天室内非太阳直射的最大光照为10W/平方米左右)时,其输出空载电压为3.7V左右,当在输出端加上5V恒压源时,其电流为负值.因此,单晶太阳能电池板是无法在室内的条件内工作的.
2． 静态损耗:
太阳能充电器及设备无一例外的都需要在内部增加储能器件(锂电池),然后对其作DC-DC转换,而其中的任何电路都是需要消耗能量的.所以,对其消耗能量的控制也就变得非常重要了.
3． 转换效率:
对太阳能电池来说:它有一个非常重要的因素,就是其最大功率化.它的定义是任意一个太阳能板在某一特定光源下,其输出功率的最大值只有一个,同时,在不同的光照条件下,其最大功率点是不同的.在关糸到转换效率这一关键参数的条件中,DC—DC的技术已经很成熟,它的转换效率几乎是可固定的.而最大功率控制才是影响其效率的关键,实验证明,在某一光源下,为一块太阳能板加上一个电压不等的恒压源,其输出电源随电压的下降而电流的上升是很小的.因此,功率最大化控制是非常有必要的.它的主要原理是对太阳能板的输出功率进行计算,并控制DC-DC电路,使其在任意光源下都能达到输出功率的最大化.
实验证明,在使用了最大功率控制的太阳能板,在弱光下其充满电时间仅为不加控制时的1/3.当然,这是指在某一特定环境下.熟悉电子的朋友尽可以去作计算.
因此,要充分解决太阳能充电设备的应用问题,可以在以下几个方面去解决.
1．选择多晶或者非晶的太阳能板,它们在弱光下的性能会更好,成本也比较低.但在强光下的性能会比单晶差.
2．在电路设计上,尽量减小电路的自耗电.
3．使用最大功率化控制,尽可能提升转换效率.在这方面国外有专门的模块,但价格比较昂贵,光控制IC的价格就超过15元.而且量小了根本就不卖给你.国内的翰宇电子在这方面做得不错,其价格也很低,8元以下就可以做到了.我看过他们的设计,是用模拟电路做的,瞬时响应非常快.且静耗电比其它方案低得多.他们在深圳有自己的实验室.有兴趣朋友可以跟他们联糸.
