太阳能系统绿化通信基站

     由于村村通工程的大部分地区自然条件恶劣，现有电网不完善或者无市电可用，太阳能电源系统在国内开始得到较大发展。太阳能技术在通信基站的广泛应用不仅有助于节约资源，还有助于通信网络的大规模覆盖。

    目前，国内的太阳能电源系统大部分为离网型供电系统，大部分太阳能控制器控制功能简单，主要存在以下问题：系统利用效率低，不能让太阳能电池组件输出最大功率；对蓄电池的充放电管理功能较差，蓄电池运行寿命短；控制器对系统的监控和管理功能较差；系统为非模块化设计，扩容改造难度大。以上问题是否可以得到有效解决，是否能够提高太阳能系统的利用效率，实现太阳能组件在不同使用条件下的最大功率输出，这对太阳能电源系统的发展极其重要。

    在上世纪80年代，晶体硅太阳能电源步入快速发展阶段，具备MPPT（最大功率点跟踪太阳能控制器）功能的直流－直流变换稳压型控制器应运而生。最近几年，电力电子技术快速发展，直流－直流变换模块的工作效率可以达到94%以上，如果提高输入电压，工作效率还可以进一步提升。随着电子元器件的技术成熟，在可靠性方面也大大提高，室外型开关电源等设备都得到了很好的应用。同时，直流－直流变换型功率模块的功率密度大幅提高，体积也大大缩小。但国内的太阳能光伏电源应用规模偏小，而且主要以离网型为主，太阳能电池的MPPT功能一直未受到重视而得不到发展。

   在目前的技术条件下，具备MPPT功能的直流－直流变换稳压型控制器与蓄电池稳压型控制器相比，可以节约8%～12％的太阳能电池组件，与之相关的运输、安装等配套费用都可以节省。在全球，绿色、节能和可持续发展已经成为一致目标，进入21世纪以后，晶体硅太阳能电源已经步入了快速发展阶段。具备MPPT功能的直流－直流变换稳压型控制器在各方面发展条件均已具备，应当得到大力推广和支持。

    目前，通信行业的太阳能电源系统均为离网型系统，建站地点偏远，安装、维护难度大，因而除了尽量降低太阳能电源系统的初期建设成本以外，也应考虑降低其运行维护成本。而传统的蓄电池稳压型控制器在这两方面均存在严重不足。

   通过以上分析，具备MPPT功能的太阳能控制器可以解决这些问题，通过优化和发展，太阳能控制器的技术水平可以进一步得到提升。以下是对MPPT型控制器在今后技术发展方面的一些建议。

    首先是优化MPPT技术。目前，比较常用的MPPT技术有：定电压跟踪法、扰动观察法和模糊控制算法等。MPPT电路应尽量简单可靠、避免震荡、提高可靠性，实现高效率的跟踪。实现了最大功率输出，可以减少大量初期投资、降低建设成本。 其次是实现模块化设计，提高可维护性。通信用高频开关组合电源在通信行业应用十分广泛，可靠性高，价格低廉。太阳能控制器的设计结构可以参照。控制器的各通道应分别采用独立的模块化设计，设置一个监控模块，对系统进行有效的监测和管理；在监控模块故障时，系统应可以继续工作，并发出告警信息。

    控制器采用模块化设计，应完善安装机架（机箱）设计，提供室内落地式机架安装和室外一体化工作箱的不同安装选择。落地式机架和一体化工作箱的模块、监控模块均应满足热插拔要求，同时预留一定数量的可扩容模块插槽，进一步提高可维护性。

     然后是完善蓄电池的充放电管理功能。监控模块可以实现对蓄电池的均浮充转换，准确判定蓄电池的荷电状态，并依据其荷电状态准确调整控制器的输出电压。

    蓄电池稳压型控制器对蓄电池荷电状态的判定依据仅仅是蓄电池组的端电压，而蓄电池组直接连接至控制器的输出侧，测量值不一定能准确反映其实际电压值，经常会出现蓄电池电压虚高的情况。MPPT型控制器应同时监测蓄电池的充电电流、监测蓄电池的充（放）电容量，以准确判定蓄电池的荷电状态。

    最后是完善监控功能。离网型太阳能电源系统建设站点一般都比较偏远，维护距离远、难度大，因而远程监控尤其重要。 控制器应具有监控功能，具备RS232/RS485通信接口并提供相应的通信协议。控制器应可以监控以下内容：直流输出电压高、蓄电池组端电压过高、蓄电池欠压、太阳能控制器故障、蓄电池充电电流、负载电流和控制器总输出电流。推荐控制器应增加以下监控内容：控制器机箱内温度、蓄电池温度、控制器机箱外温度、太阳能电池组件被盗和蓄电池实时端电压。

    如今，具备MPPT功能的直流－直流变换稳压型控制器已经在系统工作效率、可靠性和建设成本等各方面超越了传统的蓄电池稳压型控制器，在今后的太阳能电源系统建设中，我们应优先选择具备MPPT功能的太阳能控制器。 名词解释：MPPT MPPT控制器的全称是最大功率点跟踪太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对蓄电池充电。