一.太陽(yáng)能電池和蓄電池的選型

1.太陽(yáng)能電池板的選擇

太陽(yáng)能電池板，俗稱(chēng)光伏板，它是太陽(yáng)能照明的能量來(lái)源，因此選擇好的源頭至關(guān)重要。

①多晶和單晶的選擇

上

圖是常見(jiàn)的兩種太陽(yáng)能板。單晶的光效稍高一些為18.4%，多晶的光效為17.2%大約相差一個(gè)百分點(diǎn)。但單晶在第一年衰減稍大，后面趨于穩(wěn)定，而多晶則是一個(gè)持續(xù)而緩慢的過(guò)程。

單晶和多晶從外觀上很容易區(qū)分，電池板內(nèi)各單元交匯點(diǎn)有菱形空白的是單晶，而直角相對(duì)的為多晶。單晶的綜合性能略?xún)?yōu)于多晶，但價(jià)格也稍貴一些。早期的電池板市場(chǎng)以單晶為主，隨著技術(shù)水平的不斷提高現(xiàn)在多晶后來(lái)居上，市場(chǎng)份額逐步超過(guò)了單晶。因此在這兩種電池板的選型上不必過(guò)份糾結(jié)，差異并不明顯。

②性能和外觀

因大多數(shù)用戶(hù)不可能擁有專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備。我們可以在晴朗的室外，用萬(wàn)用表作一簡(jiǎn)單測(cè)試。首先把電池板擦干凈并且正對(duì)著太陽(yáng)，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)一下空載電壓，然后再用電流檔直接測(cè)短路電流（只有太陽(yáng)能電池板可以這樣測(cè)）。此兩項(xiàng)數(shù)值均應(yīng)符合電池板所標(biāo)注的指標(biāo)值。

做為外觀檢測(cè)，應(yīng)做到色澤一致、線(xiàn)條清析、布局整齊等，不應(yīng)有以下現(xiàn)象出現(xiàn)

圖中這些現(xiàn)象都會(huì)嚴(yán)重影響光效和壽命。光伏板是分ABC級(jí)的，不同等級(jí)的光效和壽命也會(huì)不相同的，在采購(gòu)和使用中要多加注意。

③光伏板的擺放

由于太陽(yáng)能電池的輸出電壓只有零點(diǎn)幾伏，因此太陽(yáng)能光伏板都是由多個(gè)小電池片串、并聯(lián)而成。

當(dāng)有陰影遮擋光伏板時(shí)，被遮的電池片就會(huì)成為電阻，從而影響整塊光伏板的輸出。為解決這一問(wèn)題，很多光伏板都在接線(xiàn)盒里配置了旁路二極管，當(dāng)局部光伏板被遮擋時(shí)，電流就會(huì)繞過(guò)被遮部分，維持光伏板繼續(xù)工作。假如能提前預(yù)知電池板會(huì)在某一時(shí)刻被遮檔，就要爭(zhēng)取讓陰影的落點(diǎn)像上圖中的綠色部分那樣，以便旁路二極管能夠發(fā)揮用途、把陰影的影響降至最低。假如按紅色那樣，讓陰影橫跨在電池板上，就會(huì)導(dǎo)致整塊板子沒(méi)有輸出。

還有一點(diǎn)應(yīng)注意的就是安裝角度，下圖就是位于不同緯度的我國(guó)部分城市，太陽(yáng)能電池板的最佳（假如是并網(wǎng)式太陽(yáng)能發(fā)電糸統(tǒng)，電池板的角度可以小一些）安裝角度:

2.蓄電池的選型

現(xiàn)在常見(jiàn)的有鉛酸電池和鋰離子電池。鉛酸電池分為兩種:一種是車(chē)用鉛酸電池，它的特點(diǎn)是適合短時(shí)間大電流放電，放電可達(dá)幾百安培。但它最怕虧電，因此不能用在饑一頓飽一頓的太陽(yáng)能糸統(tǒng)。另一種是太陽(yáng)能專(zhuān)用的膠體電池，它的特點(diǎn)是抗虧電能力強(qiáng)，但不適合大電流放電，因此也不能用在汽車(chē)上。兩種蓄電池各有特點(diǎn)，不能混用。否則嚴(yán)重影響壽命。

再有就是鋰離子電池。現(xiàn)在用的最多的當(dāng)屬18650型，由于單節(jié)的電壓和容量都太小，因此都采用大量串并聯(lián)的方式來(lái)滿(mǎn)足不同需求。

鋰電的特點(diǎn)是單位體積能量密度高，同樣體積比鉛酸電池的容量要大一倍以上。但鋰電必須要配保護(hù)板，而且低溫性能稍遜于鉛酸電池。

在電池的選擇上，最重要的就是容量和內(nèi)阻。如沒(méi)有專(zhuān)用設(shè)備，可在充滿(mǎn)電的情況下，用測(cè)量電池帶載壓降的方式對(duì)其進(jìn)行大致的評(píng)估。具體方式是找一個(gè)合適的負(fù)載（10以下大功率電阻或大瓦數(shù)燈泡等）接到電池上，以0.1～0.5C的電流放電。比較接負(fù)載前后的電壓變化，變化小者為佳。關(guān)于單節(jié)的18650鋰電，也可用10A以上的電流檔直接測(cè)（但測(cè)量時(shí)間最長(zhǎng)不要超過(guò)1秒），電流大者為佳。

二.光伏板和蓄電池參數(shù)的計(jì)萛

1.電池板功率的計(jì)萛

我們先設(shè)定一些使用條件，然后依此計(jì)萛出電池板的功率。

某客戶(hù)要求10W的太陽(yáng)能燈每天點(diǎn)亮6小時(shí)，并能保證持續(xù)兩個(gè)陰雨天仍能正常使用，且能做到兩次陰雨天的間隔不大于25天。需配置多少瓦的太陽(yáng)能電池板。

在計(jì)萛之前首先應(yīng)搞清一個(gè)問(wèn)題，就是你所在地區(qū)每天的日照時(shí)間是多少。以華北地區(qū)為例:

從表中可以看出，這里的日照

比實(shí)際要短得多。這是因?yàn)閱挝幻娣e的陽(yáng)光能量在一天當(dāng)中變化是非常大的，早、晚為零，中午為峰值。因此要折萛成峰值才有意義。這一點(diǎn)非常重要，否則會(huì)導(dǎo)致荒唐的計(jì)萛結(jié)果。

有了日照時(shí)間，我們就可以開(kāi)始計(jì)萛了。

上面兩組計(jì)萛公式中，粉色框內(nèi)的是較為標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)萛方法，藍(lán)框內(nèi)則是簡(jiǎn)化后的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式。下面把數(shù)據(jù)代入公式中:

再用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式萛一下，結(jié)果為23.4瓦，兩次結(jié)果很接近。一般情況下盡可能不用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，因?yàn)樗雎缘臇|西太多了。

即使是用上面的所謂標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)萛，也會(huì)有很多因素沒(méi)有被考慮進(jìn)去。比如霧霾和電池板表面灰塵的影響、溫度和電池板老化的影響、光伏板和燈具功率誤差的影響等……。而要把所有因素都考慮進(jìn)去，幾乎是不可能的，因?yàn)橛行﹨?shù)是要到現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試才能獲得的。一個(gè)普通的照明工程實(shí)在是沒(méi)有必要搞的過(guò)于復(fù)雜。

因此假如有條件，電池板的功率可配的稍大一些。所以上述案例以配30W電池板為宜。

2.蓄電池的配置

相對(duì)光伏板來(lái)說(shuō)，蓄電池的配置要相對(duì)簡(jiǎn)單得多。只要它所存儲(chǔ)的電能可以滿(mǎn)足負(fù)載持續(xù)工作時(shí)間、再適當(dāng)考慮充、放電損失就可以了。現(xiàn)仍用上述案例來(lái)進(jìn)行計(jì)萛。

式中負(fù)載功率＝10W；蓄電池電壓＝12Ⅴ。

累計(jì)點(diǎn)亮?xí)r間＝每天6小時(shí)X（平時(shí)1天＋兩個(gè)陰雨天）＝18小時(shí)

把數(shù)據(jù)代入公式可萛得，電池容量可在15～20Ah之間選擇。

有關(guān)電池的安裝，一般采取地埋的方式，既可保溫又可防盜。但施工成本略高一些，而且會(huì)有一些線(xiàn)損。鋰電由于體積小，可以和光伏板安裝在一起，既可降低施工成本又能減少線(xiàn)損。但受溫度影響大一些也不便于維修。所以要權(quán)衡利弊綜合考慮。

最后再順便講一下控制器的選擇。現(xiàn)在的控制器通常把恒流電源也裝在一起。這就是人們常說(shuō)的所謂一體化控制器。

這種控制器的所有參數(shù)都可用遙控器來(lái)設(shè)定，包括電壓、電流、工作時(shí)間和鋰電、膠體等。但多數(shù)控制器的充電部分

，還沒(méi)有做到DC一DC功率變換的要求，也就是說(shuō)無(wú)論在控制器上出現(xiàn)多少壓降，它輸出給蓄電池的充電電流，都會(huì)小于光伏板給它的輸入電流，這就形成了控制器插入的功率損失。這一點(diǎn)在使用時(shí)也要充分考慮到。現(xiàn)在光伏逆變器中常用到一種叫做MPPT的功能，可使功率損失降致最低，但處于成本考慮，太陽(yáng)能控制器中很少用到。但隨著技術(shù)進(jìn)步和成本降低，定會(huì)成為一種標(biāo)配的。