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，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，系統發電能力受到系統自身損耗影響很大，其啟動所需要的光照強度高。

　　在晴天較強光照情況下，系統能在高工作效率狀態下工作。

　　采用超級電容系統的仿真結果如圖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，系統的光伏發電效率提高了大約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的發電效率有明顯的提高。由上，采用超級電容的獨立光伏系統在光照不足的地區能對發電能力有明顯的改善。

　　5 結論

　　本文在獨立式光伏系統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的設計算法。

　　通過對使用超級電容的太陽能LED路燈系統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的發電情況。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發電效率，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。