【NIKKEI技術分享】太陽能應用的模組化電池系統
資料來源: Nikkei Electronics台灣版 (2010/03)

在街頭巷尾的電器行裡，都很容易找到對一般充電電池充電用的小型太陽能電池。不管是用於收音機的小型可充電鎳氫電池，還是用於船舶的深度循環電瓶（deep-cycle marine battery），其基本原理和電路都是相同的。一般的做法是將一組太陽能電池通過整流二極體與充電電池相連。該二極體用來防止在沒有日光的情況下，電流從蓄電池逆流回到太陽能電池；由太陽能電池組成的陣列可以產生稍高於電池充電電壓的電壓—所以可以將二極體順向偏壓（forward bias），並對電池進行充電，即可在無需連接電源線的情況下，巧妙解決在電池系統中維持電力的問題。

雖然該系統相當簡單，但它仍造成一些效率方面的問題。最主要的問題是太陽能電池的最佳負載取決於它所接收的日光量。只是簡單地固定在充電電池上並不能保證太陽能電池的負載最佳。實際上，電池兩端的電壓在電池充電時會不斷變化，所以在完全光照條件下，可能會有一些能量未傳輸到電池中。並且，未用於電池充電的能量會以熱的形式保留在太陽能電池中，使太陽能電池提早老化。

此外，只是簡單地將能量傳到電池中並不能保證電池具有合適的容量來存儲能量。經完全充電後，繼續對電池充電只會使熱量堆積到充電電池而不是太陽能電池中，導致充電電池提早老化。

為了實現更有效的解決方案，需要為太陽能電池的負載進行優化，同時高效率地對電池充電。針對這些問題，使用最大功率點（Maximum Power Point，MPP）轉換器可以部份解決。MPP轉換器類似於具備驅動電流設置點（current set point）這種基本智能的交換式穩壓器（switching regulator）。它可以將太陽能電池電壓升壓／降壓到充電電池的額定電壓，同時調整對太陽能電池施加的負載，進而達成最大傳輸量…
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