Разработка системы управления экспериментом на лабораторной установке фотоэлектрической станции в режиме удаленного доступа на основе web-технологий
Диссертация - Физика
Другие диссертации по предмету Физика
?и десяти модулей с разбросом характеристик 10% потери составляют примерно 6%, а при разбросе 5% - снижаются до 2%.
В случаи затенения одного модуля, или части элементов в модуле, в солнечной батарее при последовательном соединении появляется "эффект горячего пятна" - затененный модуль (или элемент) начинает рассеивать всю производимую освещенными модулями (или элементами) мощность, стремительно нагревается и выходит из строя. Для устранения этого эффекта параллельно с каждым модулем (или его частью) устанавливают шунтирующий диод. Диод нужен при последовательном соединении более двух модулей. К каждой линейке (последовательно соединенных модулей) также подключается блокирующий диод для выравнивания напряжений линеек. Все эти диоды, как правило, размещаются в соединительной коробке самого модуля.
Вольтамперная кривая солнечной батареи имеет тот же вид, что и единичного модуля. Рабочая точка батареи, подключенной к нагрузке, не всегда совпадает с точкой максимальной мощности (тем более, что положение последней зависит от условий освещенности и температуры окружающей среды). Подключение таких нагрузок, как, например, электродвигатель, может сдвинуть рабочую точку системы в область минимальной или даже нулевой мощности (и двигатель просто не запустится). Вследствие этого следующий важный компонент солнечной батареи - преобразователи напряжения, способные согласовывать солнечную батарею с нагрузкой.
1.1.2 Аккумуляторные батареи
Аккумулятор (от лат. accumulator - собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. Электрический аккумулятор преобразует электрическую энергию в химическую и по мере надобности обеспечивает обратное преобразование; используют как автономный источник электроэнергии. Аккумулятор, как электрический прибор, характеризуется следующими основными параметрами: электрохимической системой, напряжением, электрической емкостью, внутренним сопротивлением, током саморазряда и сроком службы. А его состояние оценивается по совокупности значений трех его основных характеристик: реальной емкости, внутреннего сопротивления и тока саморазряда. При недооценке или игнорировании какого-либо из этих параметров или преувеличении важности одного из них (как правило, емкости) можно оказаться в ситуации "у разбитого корыта". По электрохимической системе в настоящее время для питания устройств и оборудования наиболее широко распространены свинцово-кислотные SLA аккумуляторы, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH) и литий - ионные аккумуляторы (Li-ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы.
В качестве компонента солнечной энергетической установки, аккумулятор выполняет три задачи:
. Покрывает пиковую нагрузку, которую не могут покрыть сами фотоэлектрические модули (резервный запас).
. Дает энергию в ночное время (кратковременное хранение).
. Компенсирует периоды плохой погоды или слишком высокого энергопотребления (среднесрочное хранение).
Емкость аккумулятора указывается в ампер-часах. К примеру, аккумулятор на 100 А*ч и 12 В может сохранять 1200 Вт*ч (12 В х 100 А*ч). Однако емкость зависит от продолжительности процесса зарядки или разрядки. Период подзарядки указывают как индекс емкости С, например, "С 100" для 100 часов. Отметим, что производители могут изготавливать аккумуляторы для разных базовых периодов. При хранении энергии в аккумуляторе определенное ее количество в процессе хранения теряется. Эффективность автомобильных батарей составляет около 75%, тогда как солнечные аккумуляторы имеют несколько лучшие показатели.
Для переносных и, периодически, демонтируемых ФЭС важным параметром оказывается компактность и герметичность. Этому требованию удовлетворяют АКБ, выполненные по технологии AGV (гелеобразный электролит, абсорбированный в пористый наполнитель). Они характеризуются отсутствием необходимости обслуживания на протяжении всего срока службы, отсутствием газовыделения, способностью работать в любом положении относительно горизонтального. Правильные заряд и разряд АКБ является одним из наиболее важных условий, позволяющих обеспечить длительный срок службы АКБ. Чрезмерный заряд не только уменьшает количество электролита, но может вывести аккумуляторную батарею из строя.
Между количеством запасенного в АКБ заряда и напряжением на ней существует надежно установленное соотношение (при температуре 20оС):
При изменении температуры электролита напряжение, характеризирующее полный заряд, изменяется на 0,03 В/градус (таблица 1.1).
Таблица 1.1 - Изменение полного заряда АКБ в зависимости от температуры
Температура батареи,оСНапряжение,В0151014,72014,43014,1
Для продления срока службы следует не допускать и глубокого разряда. Разряды АКБ выше уровня 70% резко снижают количество циклов заряда-разряда. Несоблюдение этого условия приводит к необходимости более частой замены АКБ, что удорожает систему.
Аккумуляторы являются химическими источниками электрической энергии многоразового действия. Они состоят из двух электродов (положительного и отрицательного), электролита и корпуса. Накопление энергии в аккумуляторе происходит при протекании химической реакции окисления-восстановления электродов. При разряде аккумулятора происходят обратные процессы.
Для получения достаточно больших значений напряжений или заряда отдельные аккумуляторы соединяются между собой последовательно или в батареи. Существует ряд общеприняты?/p>