超級電容在太陽能路燈設計中的應用

　　根據以上數據在仿真模型中建立simulink/matlab模型，模型按照圖1所示的系統(tǒng)結構建立，采用帶有最大功率跟蹤的光伏電池控制器，把光伏電池上的電能傳輸到直接并聯超級電容的直流母線上。同時電能通過蓄電池充放電控制器給蓄電池充電。如圖8所示，該系統(tǒng)的simulink模型主要有PV模塊、LED模塊、直流母線模塊、蓄電池模塊、超級電容積分模塊、蓄電池充電控制器模塊。

　　如圖8，把超級電容值設置為0，則可以仿真直接boost電路充電方式不采用超級電容系統(tǒng)，仿真結果如圖9所示，圖9（a）、圖9（b）分別模擬陰天和晴天光照情況下蓄電池充電電流、及蓄電池電壓。在陰天弱光照情況下，系統(tǒng)發(fā)電能力受到系統(tǒng)自身損耗影響很大，其啟動所需要的光照強度高。

　　在晴天較強光照情況下，系統(tǒng)能在高工作效率狀態(tài)下工作。

　　采用超級電容系統(tǒng)的仿真結果如圖10所示圖10（a）、圖10（b）分別模擬陰天和晴天光照情況下超級電容電壓、蓄電池充電電流、及蓄電池電壓。

　　在陰天弱光照情況下，超級電容充放電次數較少，蓄電池電壓呈階梯狀上升。在晴天強光照下，超級電容充放電次數多。

　　對比兩種系統(tǒng)結構，從蓄電池最終電壓可以看出，弱光照情況下，使用超級電容系統(tǒng)的光伏電池的利用率上升，蓄電池電壓變化值約為不采用超級電容的蓄電池電壓變化值的120%，即在弱光照下，系統(tǒng)的光伏發(fā)電效率提高了大約20%。而在晴天，有足夠光照的情況下，雖然在早晚光照較弱時，其發(fā)電能力得到提高，但由于多引入一級變換器，在較高功率下，采用超級電容沒有對系統(tǒng)的發(fā)電效率有明顯的提高。由上，采用超級電容的獨立光伏系統(tǒng)在光照不足的地區(qū)能對發(fā)電能力有明顯的改善。

　　5 結論

　　本文在獨立式光伏系統(tǒng)簡單計算方法的基礎上，提出采用了超級電容的獨立光伏系統(tǒng)的設計算法。

　　通過對使用超級電容的太陽能LED路燈系統(tǒng)各部分組件進行建模，在采用充放電控制器控制情況下，使用計算機仿真對比在各種太陽光照情況下系統(tǒng)的發(fā)電情況。仿真結果證明，使用該方法可以有效提高在弱太陽光照情況下的光伏系統(tǒng)發(fā)電效率，從而向使用超級電容的太陽能LED路燈的配置設計提供了理論依據。