超级电容在太阳能路灯设计中的应用

　　根据以上数据在仿真模型中建立simulink/matlab模型，模型按照图1所示的系统结构建立，采用带有最大功率跟踪的光伏电池控制器，把光伏电池上的电能传输到直接并联超级电容的直流母线上。同时电能通过蓄电池充放电控制器给蓄电池充电。如图8所示，该系统的simulink模型主要有PV模块、LED模块、直流母线模块、蓄电池模块、超级电容积分模块、蓄电池充电控制器模块。

　　如图8，把超级电容值设置为0，则可以仿真直接boost电路充电方式不采用超级电容系统，仿真结果如图9所示，图9（a）、图9（b）分别模拟阴天和晴天光照情况下蓄电池充电电流、及蓄电池电压。在阴天弱光照情况下，系统发电能力受到系统自身损耗影响很大，其启动所需要的光照强度高。

　　在晴天较强光照情况下，系统能在高工作效率状态下工作。

　　采用超级电容系统的仿真结果如图10所示图10（a）、图10（b）分别模拟阴天和晴天光照情况下超级电容电压、蓄电池充电电流、及蓄电池电压。

　　在阴天弱光照情况下，超级电容充放电次数较少，蓄电池电压呈阶梯状上升。在晴天强光照下，超级电容充放电次数多。

　　对比两种系统结构，从蓄电池最终电压可以看出，弱光照情况下，使用超级电容系统的光伏电池的利用率上升，蓄电池电压变化值约为不采用超级电容的蓄电池电压变化值的120%，即在弱光照下，系统的光伏发电效率提高了大约20%。而在晴天，有足够光照的情况下，虽然在早晚光照较弱时，其发电能力得到提高，但由于多引入一级变换器，在较高功率下，采用超级电容没有对系统的发电效率有明显的提高。由上，采用超级电容的独立光伏系统在光照不足的地区能对发电能力有明显的改善。

　　5 结论

　　本文在独立式光伏系统简单计算方法的基础上，提出采用了超级电容的独立光伏系统的设计算法。

　　通过对使用超级电容的太阳能LED路灯系统各部分组件进行建模，在采用充放电控制器控制情况下，使用计算机仿真对比在各种太阳光照情况下系统的发电情况。仿真结果证明，使用该方法可以有效提高在弱太阳光照情况下的光伏系统发电效率，从而向使用超级电容的太阳能LED路灯的配置设计提供了理论依据。