隨著太陽(yáng)能技術(shù)的日趨成熟和消費(fèi)性電子產(chǎn)品(手機(jī),數(shù)碼相機(jī),數(shù)碼播放器以及筆記本電腦)的市場(chǎng)需求的大幅增加.近來,太陽(yáng)能便攜設(shè)備(主要是太陽(yáng)能充器)也逐步增多.但對(duì)大多數(shù)消費(fèi)者來說,它仍是一個(gè)華而不實(shí)的東西.它高昂的價(jià)格與其實(shí)用性能根本無法形成正比.更多的人愿意花很少的成本購(gòu)買便攜電源而非太陽(yáng)能充電器.對(duì)此,筆者對(duì)其原因作了深入調(diào)查.究其原因,主要有以下問題:
1． 沒有充分考慮其工作環(huán)境:
對(duì)太陽(yáng)能充電器來說,應(yīng)該充分考慮其工作環(huán)境.也就是說,它作為一種便攜設(shè)備,在強(qiáng)光下工作的可能性是非常小的,沒有會(huì)愿意拿著太陽(yáng)能充電器在強(qiáng)光下爆曬.所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮其弱光性.但是現(xiàn)在普遍使用的是單晶的太陽(yáng)能板,它的弱光性是最差的.筆者曾經(jīng)對(duì)一塊5V-500mA的單晶硅太陽(yáng)能板進(jìn)行測(cè)試,當(dāng)其在1000W/平方米的光照條件下工作時(shí),其空載電壓為6.1V,在輸出端加上5V恒壓負(fù)載時(shí),其電流為530mA.重新把光照條件改為20W/平方米(在晴天室內(nèi)非太陽(yáng)直射的最大光照為10W/平方米左右)時(shí),其輸出空載電壓為3.7V左右,當(dāng)在輸出端加上5V恒壓源時(shí),其電流為負(fù)值.因此,單晶太陽(yáng)能電池板是無法在室內(nèi)的條件內(nèi)工作的.
2． 靜態(tài)損耗:
太陽(yáng)能充電器及設(shè)備無一例外的都需要在內(nèi)部增加儲(chǔ)能器件(鋰電池),然后對(duì)其作DC-DC轉(zhuǎn)換,而其中的任何電路都是需要消耗能量的.所以,對(duì)其消耗能量的控制也就變得非常重要了.
3． 轉(zhuǎn)換效率:
對(duì)太陽(yáng)能電池來說:它有一個(gè)非常重要的因素,就是其最大功率化.它的定義是任意一個(gè)太陽(yáng)能板在某一特定光源下,其輸出功率的最大值只有一個(gè),同時(shí),在不同的光照條件下,其最大功率點(diǎn)是不同的.在關(guān)糸到轉(zhuǎn)換效率這一關(guān)鍵參數(shù)的條件中,DC—DC的技術(shù)已經(jīng)很成熟,它的轉(zhuǎn)換效率幾乎是可固定的.而最大功率控制才是影響其效率的關(guān)鍵,實(shí)驗(yàn)證明,在某一光源下,為一塊太陽(yáng)能板加上一個(gè)電壓不等的恒壓源,其輸出電源隨電壓的下降而電流的上升是很小的.因此,功率最大化控制是非常有必要的.它的主要原理是對(duì)太陽(yáng)能板的輸出功率進(jìn)行計(jì)算,并控制DC-DC電路,使其在任意光源下都能達(dá)到輸出功率的最大化.
實(shí)驗(yàn)證明,在使用了最大功率控制的太陽(yáng)能板,在弱光下其充滿電時(shí)間僅為不加控制時(shí)的1/3.當(dāng)然,這是指在某一特定環(huán)境下.熟悉電子的朋友盡可以去作計(jì)算.
因此,要充分解決太陽(yáng)能充電設(shè)備的應(yīng)用問題,可以在以下幾個(gè)方面去解決.
1．選擇多晶或者非晶的太陽(yáng)能板,它們?cè)谌豕庀碌男阅軙?huì)更好,成本也比較低.但在強(qiáng)光下的性能會(huì)比單晶差.
2．在電路設(shè)計(jì)上,盡量減小電路的自耗電.
3．使用最大功率化控制,盡可能提升轉(zhuǎn)換效率.在這方面國(guó)外有專門的模塊,但價(jià)格比較昂貴,光控制IC的價(jià)格就超過15元.而且量小了根本就不賣給你.國(guó)內(nèi)的翰宇電子在這方面做得不錯(cuò),其價(jià)格也很低,8元以下就可以做到了.我看過他們的設(shè)計(jì),是用模擬電路做的,瞬時(shí)響應(yīng)非常快.且靜耗電比其它方案低得多.他們?cè)谏钲谟凶约旱膶?shí)驗(yàn)室.有興趣朋友可以跟他們聯(lián)糸.