隨著太陽能技術的日趨成熟和消費性電子產品(手機,數碼相機,數碼播放器以及筆記本電腦)的市場需求的大幅增加.近來,太陽能便攜設備(主要是太陽能充器)也逐步增多.但對大多數消費者來說,它仍是一個華而不實的東西.它高昂的價格與其實用性能根本無法形成正比.更多的人愿意花很少的成本購買便攜電源而非太陽能充電器.對此,筆者對其原因作了深入調查.究其原因,主要有以下問題:
1． 沒有充分考慮其工作環境:
對太陽能充電器來說,應該充分考慮其工作環境.也就是說,它作為一種便攜設備,在強光下工作的可能性是非常小的,沒有會愿意拿著太陽能充電器在強光下爆曬.所以在設計時應該充分考慮其弱光性.但是現在普遍使用的是單晶的太陽能板,它的弱光性是最差的.筆者曾經對一塊5V-500mA的單晶硅太陽能板進行測試,當其在1000W/平方米的光照條件下工作時,其空載電壓為6.1V,在輸出端加上5V恒壓負載時,其電流為530mA.重新把光照條件改為20W/平方米(在晴天室內非太陽直射的最大光照為10W/平方米左右)時,其輸出空載電壓為3.7V左右,當在輸出端加上5V恒壓源時,其電流為負值.因此,單晶太陽能電池板是無法在室內的條件內工作的.
2． 靜態損耗:
太陽能充電器及設備無一例外的都需要在內部增加儲能器件(鋰電池),然后對其作DC-DC轉換,而其中的任何電路都是需要消耗能量的.所以,對其消耗能量的控制也就變得非常重要了.
3． 轉換效率:
對太陽能電池來說:它有一個非常重要的因素,就是其最大功率化.它的定義是任意一個太陽能板在某一特定光源下,其輸出功率的最大值只有一個,同時,在不同的光照條件下,其最大功率點是不同的.在關糸到轉換效率這一關鍵參數的條件中,DC—DC的技術已經很成熟,它的轉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鍵,實驗證明,在某一光源下,為一塊太陽能板加上一個電壓不等的恒壓源,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.它的主要原理是對太陽能板的輸出功率進行計算,并控制DC-DC電路,使其在任意光源下都能達到輸出功率的最大化.
實驗證明,在使用了最大功率控制的太陽能板,在弱光下其充滿電時間僅為不加控制時的1/3.當然,這是指在某一特定環境下.熟悉電子的朋友盡可以去作計算.
因此,要充分解決太陽能充電設備的應用問題,可以在以下幾個方面去解決.
1．選擇多晶或者非晶的太陽能板,它們在弱光下的性能會更好,成本也比較低.但在強光下的性能會比單晶差.
2．在電路設計上,盡量減小電路的自耗電.
3．使用最大功率化控制,盡可能提升轉換效率.在這方面國外有專門的模塊,但價格比較昂貴,光控制IC的價格就超過15元.而且量小了根本就不賣給你.國內的翰宇電子在這方面做得不錯,其價格也很低,8元以下就可以做到了.我看過他們的設計,是用模擬電路做的,瞬時響應非常快.且靜耗電比其它方案低得多.他們在深圳有自己的實驗室.有興趣朋友可以跟他們聯糸.