摘要：通過研究農用便攜式多用途光伏發電系統的組成原理，分析出關鍵問題，給出光伏組件最佳方位角的兩種計算公式，給出鉛酸蓄電池組容量的計算辦法，給出光伏組件最佳傾角的選擇原則，給出控制器和逆變器的選擇原則和連接電路。

　　關鍵詞：光伏發電;最佳方位角;最佳傾角

　　0引言

　　隨著社會的發展，現代社會各方面都離不開電能。但是在很多情況下，現在的電網還不能輻射全部的區域，尤其是偏遠地區和草原農牧地區。光伏發電將太陽能直接轉變為電能，清潔環保[1]。

　　同時太陽能發電具有安全可靠、無需消耗燃料、無機械轉動部件、故障率低、維護方便等獨特優點，因此太陽能發電已經成為世界范圍內一個非常重要的研究和應用領域。中國西部地區地廣人稀，許多偏遠地區家庭和草原牧民家庭沒有通電，而西部大部分地區又是太陽能光照資源最豐富的一類地區，這為農用便攜式多用途光伏發電系統在西部的應用提供了有利的、必要的物質條件。

　　農用便攜式多用途光伏發電系統作為一種便攜式供電系統，可以為偏遠無電地區家庭和草原牧民家庭照明系統供電、小家電的供電，可為野外施工照明和小功率設備供電，可為戶外小功率農業排灌系統和農機具供電，也可以作為家用的備用電源。

　　因其性價比高，使用方便，應用范圍遍布各種場所和地點，對提高偏遠無電地區家庭和草原牧民家庭生活水平有積極的意義。隨著應用的普及，農用便攜式多用途光伏發電裝置相應的也將會越來越多，農用便攜式光伏發電裝置既要滿足用戶的需求，又要有可靠性和安全性。基于此，本文就農用便攜式多用途光伏發電系統關鍵問題進行研究。

　　1農用便攜式

　　多用途光伏發電系統組成原理農用便攜式多用途光伏發電系統作為安全可靠的綠色能源，主要由單晶硅太陽能電池組件，光伏控制器，鉛酸蓄電池組，逆變器，AC220V交流負載輸出系統，DC12V/DC24V直流負載輸出系統等組成的多種功能為一體的組合式發電系統。

　　太陽能電池和蓄電池連接的時候，要用一個光伏充電控制器，這個可以控制太陽能電池的輸出電壓，也可以保護電池不被過充，同時，也保證了太陽能電池不發電時，防止蓄電池的電倒流。蓄電池的電為直流電，但農業家庭中設備大都為220V交流設備，如電視機、風扇、小功率農機、小型便攜式灌溉機等，因此要通過逆變器將直流電變為交流電。現在可以采用直流節能燈照明，直流節能燈可以直接通過蓄電池供電不用逆變器。

　　2農用便攜式多用途光伏發電系統關鍵問題

　　2.1光伏組件最佳方位角的選擇

　　2.1.1太陽時我國采用東經120。經圈上的平太陽時作為全國的標準時間，即“北京時間”，太陽時計算時采用24h制_2]，如上午10點太陽時t一10，下午2點太陽時t一14。2.1.2時角時角叫以正午l2點為O。開始計算，上午為負，下午為正。如11點和13點分別為～15。和15。，9點和15點分別為一45。和45。。

　　2.2光伏組件最佳傾角的選擇

　　農用便攜式多用途光伏發電系統在西部地區應用時，光伏組件最佳安裝傾角的選擇。最佳傾角選擇可不考慮積雪和灰塵影響，農用便攜式多用途光伏發電系統一般用的太陽能電池板不多，面積較小，隨時都可以除雪和除灰。農用便攜式多用途光伏發電系統要具有良好的多功能性，能夠依據太陽最大輻射量便攜調整光伏組件傾角，以獲得最佳發電效率。

　　系統又要求控制操作簡單，低文化用戶易學易懂，又要安全可靠。系統要求既能滿足各種照明和小功率負載供電要求，又要符合便攜式、易拆裝、易搬用要求，既能方便地實現組件最佳傾角調整，達到光伏組件對太陽輻射量最大利用率，又操控簡單適合農牧家庭使用。

　　農用便攜式多用途光伏發電系統底座支架、光伏電池板支架、支撐桿等要結實耐用，機械強度要高，在戶外空地安裝時底座支架上可壓沙袋來提高底座支架負重。底座支架、光伏電池板支架、支撐桿之間的連接要可調，以便于任意調整光伏組件最佳傾角，實現接收到的太陽輻射量最大，以獲得最佳發電效率。

　　3控制器和逆變器的選擇

　　3.1逆變器的選擇

　　農用便攜式多用途光伏發電系統發的電，一般有DCI2V/Dc24V，鉛酸蓄電池中儲存的也是直流電，但用戶家中主要用電設備都是AC220V的，如小功率農機具、便攜式灌溉機等都是交流電，這就需要將光伏組件發出的直流電變換成交流電。直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路。逆變器有多種類型，因此在選擇型號和容量時需特別注意。

　　尤其在太陽能發電系統中，逆變器效率的高低是決定太陽能電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。農用便攜式多用途光伏發電系統選配逆變器時可選配輸入電壓為IX;12v/DC24V，輸出電壓為AC220V，持續輸出功率為2kw，輸出頻率為50Hz，并帶有短路保護、過載保護、低壓保護、過壓保護等保護功能，選擇時還可以選配有USB輸出端口的設備，因為現代社會使用USB接口的數碼設備，包括照明設備已很普及。選配逆變器時交流負載端插座要能夠支持兩孔和三口插頭，以適配用戶各種用電器。

　　3.2控制器的選擇

　　太陽能板接收太陽光線照射后發生光電效應產生電流，由于光伏材料和光線的屬性和局限性，它生成的電流也是有波動性的曲線。在獨立光伏發電系統中，對蓄電池的充電控制受外界因素(光照強度、溫度等)的影響，其輸出電壓和電流都是時刻變化的，影響蓄電池充電效率和壽命的主要因素是其充放電電流的大小和對蓄電池的過充[5]。

　　為解決這一問題可以讓光伏組件發的電通過太陽能控制器調節后再輸入到蓄電池里。在向負載提供電的同時，也是讓蓄電池的電流先進入到太陽能控制器里，經過它的調節后再到負載。這樣做有三個好處：一是為了能更好地穩定放電電流;二是為了確保蓄電池不會被過放電;三是可對負載和蓄電池進行更好的監測與保護。

　　現在一般控制器都有保護電路功能，主要起到蓄電池過充、過放、輸出過載、過壓、溫度過高保護功能。農用便攜式多用途光伏發電系統選配控制器時可選配額定充電電流1OA/15A;系統電壓DC12v/DC24V;充電方式為多級PWM;帶載能力為10A/15A的型號。

　　小型便攜式光伏發電系統在選擇控制器時要和所選逆變器保持電壓的一致性、負載輸出功率的一致性，還一定要有很強的保護電路功能和防雷、接地保護功能，系統要安全可靠。

　　4結論

　　由于地域特點，農用便攜式多用途光伏發電系統在西部的應用將有很大的市場，本文就系統的組成原理、光伏組件最佳方位角的選擇、鉛酸蓄電池組容量計算、光伏組件最佳傾角的選擇、控制器和逆變器的選擇等關鍵問題進行研究。

　　給出光伏組件最佳方位角A的計算公式，光伏組件最佳傾角的選擇原則，給出控制器和逆變器的選擇原則和連接電路。相信未來，農用便攜式多用途光伏發電系統在西部偏遠地區和農牧地區的應用將越來越廣，對提高偏遠無電地區家庭和草原牧民家庭生活水平和推動農牧業機械化、電氣化有積極的意義。

　　參考文獻：

　　[1]郭雨薇，李友杰.光伏扶貧的戰略意義及推廣措施[J].湖北農業科學，2016，55(16)：4327—4329.GuoYuwei，LiYo~ie.Strategicsignificanceandpopularizationmeasuresofpovertyalleviationbyphotovoltaicenergy[J].HubeiAgriculturalSciences，2016，55(16)：4327—4329.

　　[2]王七斤，李崇亮.太陽能應用技術[M].北京：中國社會出版社，2005.

　　農業方向刊物推薦：《湖北農業科學》是湖北省農業科學院、華中農業大學、長江大學和黃岡師范學院主管主辦的農業科技期刊，國內刊號CN：42-1255/S;國際刊號ISSN：0439-8114。