超級(jí)電容在太陽能路燈設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)在仿真模型中建立simulink/matlab模型，模型按照?qǐng)D1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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?shù)街苯硬⒙?lián)超級(jí)電容的直流母線上。同時(shí)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(jí)電容積分模塊、蓄電池充電控制器模塊。

　　如圖8，把超級(jí)電容值設(shè)置為0，則可以仿真直接boost電路充電方式不采用超級(jí)電容系統(tǒng)，仿真結(jié)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(dòng)所需要的光照強(qiáng)度高。

　　在晴天較強(qiáng)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(jí)電容系統(tǒng)的仿真結(jié)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(jí)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(jí)電容充放電次數(shù)較少，蓄電池電壓呈階梯狀上升。在晴天強(qiáng)光照下，超級(jí)電容充放電次數(shù)多。

　　對(duì)比兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從蓄電池最終電壓可以看出，弱光照情況下，使用超級(jí)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(jí)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(shí)，其發(fā)電能力得到提高，但由于多引入一級(jí)變換器，在較高功率下，采用超級(jí)電容沒有對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電效率有明顯的提高。由上，采用超級(jí)電容的獨(dú)立光伏系統(tǒng)在光照不足的地區(qū)能對(duì)發(fā)電能力有明顯的改善。

　　5 結(jié)論

　　本文在獨(dú)立式光伏系統(tǒng)簡單計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出采用了超級(jí)電容的獨(dú)立光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)算法。

　　通過對(duì)使用超級(jí)電容的太陽能LED路燈系統(tǒng)各部分組件進(jìn)行建模，在采用充放電控制器控制情況下，使用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)比在各種太陽光照情況下系統(tǒng)的發(fā)電情況。仿真結(jié)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(jí)電容的太陽能LED路燈的配置設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。