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专用IC,光伏电池,收集室内照明能量

室内照明提供了一个方便的能源对于许多应用,但缺乏太阳能的高功率电平。事实上,室内照明能源采集系统面临了一些微妙的不同,从那些太阳能能量采集中

室内照明供给了一个便利的动力关于许多运用,但缺少太阳能的高功率电平。事实上,室内照明动力搜集体系面临了一些奇妙的不同,从那些太阳能能量收会集遇到的应战。但是,工程师可以快速完成运用各种组件和从厂家专门的设备,包含将Cymbet,IXYS,凌力尔特,松下,意法半导体和德州仪器,以及其他的动力搜集规划。尽管太阳能可以抵达满足的功率整个建筑物和小城镇的水平,室内照明出现明显不同的特色。因为人眼的特殊的才能,以习惯规模极广的照明水平的成果,人们往往会以为一个多云的天空,亮堂的房间,例如之间的相对光照不同不大。但是,可收成能量的电平是在两者之间明显不同。事实上,可供给即使是最好的室内照明功率密度是大大低于太阳能的,而且可以经过数个数量级(图1)不同。往往掩盖在照明水平的差异室内照明的功率密度可以比该全光照在某些情况下,较低的订单,但人的眼睛的非常宽的动态规模:室内照明图1 IXYS功率密度的图画。

(IXYS供给)光伏差异,这些差异直接转化为能量搜集输出。日光优化的太阳能电池可以发生每平方英寸约40毫瓦彻底阳光直射。相比之下,即使是大型高效率晶体电池会发生比从典型的办公室照明来历毫瓦。与此同时,光伏(PV)电池的用于室内和室外的能量搜集的光谱灵敏度不同契合其各自的源的性质。在户外运用中运用的典型太阳能电池具有500nm的光谱灵敏度规模至1100nm。室内光包含波长可见的人的眼睛和PV电池用于室内照明着重那些波长。例如,单晶光伏电池比如那些在IXYS IXOLAR系列供给在可见光到人类较低的波长更掩盖,从300纳米(近紫外)抵达至1100nm(近红外)。事实上,他们的这种跨过宽光谱规模内的反响才能,使它们适用于室内和室外运用。与此相反,无定形的细胞如Cymbet的CBC-PV-01N和CBC-PV-02N,以及松下Amorton系列供给的300nm到600nm的光谱规模内,供给了光谱灵敏度更契合人眼 – 和室内照明。不管细胞类型,在照明水平的差异对功率输出的PV电池的一个明显的影响。在给定的照明水平,PV电池具有在特定细胞电压作业电平抵达其最大的特性功率曲线。假如电池电压升至或从该最大功率点(MPP)明显下降,细胞 – 输出功率下降。此外,假如照明度抵达PV电池急剧改变时,MPP实际上可以搬运到更低或更高的电压(图2)。

凌力尔特改变照明水平图画图2:变更在照明水平或许导致最大功率点搬运,导致次优的电力输出,除非能量搜集规划融合为最大功率点操控(MPPC)办法。 (凌力尔特公司供给)为了协助最大极限地进步输出功率,既outdoor-和室内光能量搜集体系的规划,以坚持PV-作业电压在指定的MPP。在更杂乱的体系中,最大功率点追寻(MPPT)算法动态修正小区的作业电压,以保证它盯梢在照明或操作条件的任何改变。尽管太阳能收割机有与之抗衡的云和其他路过的暗影,室内光能量可收割机面临照明的巨大差异取决于放置一个房间内(图3)。因而,室内照明能量搜集体系需求运用相似的办法来设置,并在最佳水平坚持MPP。

在照明在一个房间图3的EnOcean差异图画:尽管在一个房间中的照明的不同常常被忽视,照明的桌面(EA)上水平可以比大于在天花板(ED)的10倍,在同一个房间,口述需求细心安置室内照明能量搜集设备,并支撑灵敏的能量搜集的办法来坚持正确的最大功率点。 MPP支撑设备,满意法半导体SPV1040,凌特LTC3105和德州仪器BQ25505(EnOcean公司的供给)供给了一套完好的功用,使施行室内照明动力收割机相对较少的外部元件(图4)。与线性LTC3105和TI BQ25505相比之下,意法半导体SPV1040选用所谓的打乱和调查(PO),动态MPPT算法,逐渐修正细胞的作业电压,直到它找到MPP,答应设备盯梢照明实质性改变,比如。

凌力尔特LTC3105图4图画:如凌特LTC3105专用IC只需求很少的外部组件来供给一个全面的动力搜集解决方案 – 完好的MPPC经过单个电阻编程。 (凌力尔特公司供给)的线性和TI设备运用办法(有时被称为最大功率点操控,或MPPC)坚持PV-作业电压为正在运用电阻设定的水平。例如,线性LTC3105的MPPC电路动态调理均匀电感电流,以避免在输入电压下跌低于MPPC阈值(再次,参见图4)。当VIN大于MPPC电压,电感器电流添加,直到车辆被拉下到MPPC设定点。当输入电压VIN小于MPPC电压,电感器电流将下降,直到VIN上升到MPPC设定点。相同,TI BQ25505运用采样网络以优化电源搬运到设备保护MPP。工程师们可以运用外部电阻和一个外部电容器坚持采样电压编程MPP设定点。例如,关于PV电池与MPP即80%的开路电压,工程师可以设置电阻分压器80%的输入电压和所述网络将操控输入电压挨近该采样的参阅电压来操作。用购自室内光源的低能量水平,运用电路往往需求弥补功率处理峰值负载,如无线通信突发。关于这些要求,规划人员可以将一个精工电子MS412FE,松下BSG ML-1220,或其他的小充电电池来贮存剩余的收成的电力运用高峰期。为了支撑这种办法,意法半导体SPV1040,凌特LTC3105和德州仪器BQ25505每供给一个完好的,集成的电池充电办理功用,包含电池充电电压和电流调理功用。定论尽管室内照明和太阳光有时骗过人的眼睛之间的不同,室内照明的特色是在强度和频谱从自然光不同。其成果是,室内能量搜集提出了不同的那些的太阳能能量搜集纤细的要求。选用能量搜集IC和专门部件,如monocrystalline-或非晶PV电池,工程师依然可以快速施行高效率地可以搜集能量的从室内光源的规划。

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