嵌入式太陽(yáng)能電源系統(tǒng)是一種可直接用于室內(nèi)的太陽(yáng)能電源系統(tǒng)。一、組成嵌入式太陽(yáng)能電源系統(tǒng)主要由插框、RTU、監(jiān)控單元、太陽(yáng)能模塊（又稱光伏模塊）、配電單元等組成。太陽(yáng)能電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示
二、配置1.1、太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的配置見(jiàn)下表所示。
| 部件名稱 | 配置 |
| 太陽(yáng)能電源系統(tǒng) | 監(jiān)控單元 | 1臺(tái) |
| 太陽(yáng)能模塊：S48-3000 | 可選數(shù)量：1個(gè)～3個(gè)太陽(yáng)能模塊 |
| 配電單元 | 直流配電 | 防雷 | 直流側(cè)防雷 |
| 太陽(yáng)能 | 3路輸入空開(kāi)：3×63A/2P |
| 電池 | 1路電池輸入開(kāi)關(guān)：1×125A/4P |
| 負(fù)載輸出 | 1路輸出開(kāi)關(guān)：125A |
| RTU | 溫度控制 |
三、嵌入式太陽(yáng)能電源系統(tǒng)主要特點(diǎn)
| 特點(diǎn) | 描述 |
| 模塊特性 | 太陽(yáng)能模塊具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能，最大功率點(diǎn)跟蹤精度可達(dá)99.5％以上 |
| 太陽(yáng)能輸入電壓正常工作范圍寬至60Vdc～150Vdc |
| 太陽(yáng)能模塊最高效率高達(dá)98％以上 |
| 太陽(yáng)能模塊和整流模塊功率密度高 |
| 模塊特性 | 太陽(yáng)能模塊采用無(wú)損傷熱插拔技術(shù)，即插即用，更換時(shí)間小于1分鐘 |
| 太陽(yáng)能模塊有輸出過(guò)壓保護(hù)功能，包括：硬件過(guò)壓保護(hù)和軟件過(guò)壓保護(hù)。軟件過(guò)壓保護(hù)方式有兩種選擇：一次過(guò)壓鎖死模式、四次過(guò)壓鎖死模式 |
| 電池管理 | 完善的電池管理：有電池保護(hù)功能，自動(dòng)調(diào)壓、無(wú)級(jí)限流、電池容量計(jì)算、自動(dòng)均浮充轉(zhuǎn)換、在線電池測(cè)試等功能 |
| 光、電互補(bǔ)管理 | 完善的光電互補(bǔ)管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能優(yōu)先供電，最大限度利用太陽(yáng)能； |
| 電量統(tǒng)計(jì) | 負(fù)載耗電量、太陽(yáng)能發(fā)電量、市電發(fā)電量、油機(jī)發(fā)電量； |
| 電池放電量、電池充電量 |
| 數(shù)據(jù)記錄 | 可記錄90天歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)可以上傳； |
| 可記錄200條歷史告警記錄； |
| 可記錄10組電池測(cè)試數(shù)據(jù) |
| 告警功能 | 完備的故障保護(hù)、故障告警功能 |
| 網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì) | 提供1路RS232接口、干接點(diǎn)等多種通訊接口，組網(wǎng)靈活，可實(shí)現(xiàn)近端軟件升級(jí)，無(wú)人值守 |
| 人性化操作界面 | 液晶顯示屏采用15度斜角設(shè)計(jì)，用戶操作更直觀方便； |
| 通過(guò)液晶顯示屏可查詢系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、歷史告警等； |
| 通過(guò)液晶顯示屏可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手動(dòng)控制 |
| 防雷保護(hù) | 完善的交、直流側(cè)防雷設(shè)計(jì) |
| 節(jié)能設(shè)計(jì) | 除了整流模塊的休眠節(jié)能功能之外，還支持并優(yōu)先使用太陽(yáng)能輸入給負(fù)載供電，充分利用太陽(yáng)能綠色能源，達(dá)到節(jié)能減排的目的，減少溫室氣體的排放 |
| 戶外型 | 系統(tǒng)防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP55，可在戶外使用。系統(tǒng)體積小巧，安裝方便 |
| 系統(tǒng) | 系統(tǒng)中所有設(shè)備都支持前維護(hù) |
| 應(yīng)用整流模塊休眠技術(shù)、雙穩(wěn)態(tài)接觸器、低功耗分流器和系統(tǒng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)技術(shù)，使系統(tǒng)具有更突出的節(jié)能功能 |
| 遠(yuǎn)程監(jiān)控 | 配置GPRS功能的Modem，通過(guò)提供數(shù)據(jù)到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 |
五、工作原理太陽(yáng)能電池方陣通過(guò)太陽(yáng)能模塊將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為－48V直流電，并通過(guò)匯接進(jìn)入直流配電；提供給通訊設(shè)備使用。
正常情況下，電源系統(tǒng)運(yùn)行在并聯(lián)浮充狀態(tài)，即太陽(yáng)能模塊、負(fù)載、蓄電池并聯(lián)工作；太陽(yáng)能模塊除了給通訊設(shè)備供電外，還為蓄電池提供浮充電流。
正常情況下，太陽(yáng)能正常供電，系統(tǒng)輸出負(fù)載和蓄電池充電電流都由太陽(yáng)能模塊提供，如果太陽(yáng)能模塊輸出功率不足以提供所有負(fù)載，由電池補(bǔ)充提供，維持通訊設(shè)備的正常工作。
當(dāng)太陽(yáng)能無(wú)法正常供電，系統(tǒng)輸出負(fù)載由蓄電池提供能量，維持通訊設(shè)備的正常工作。當(dāng)蓄電池放電持續(xù)一段時(shí)間后，達(dá)到油機(jī)啟動(dòng)的條件，監(jiān)控單元發(fā)出油機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。油機(jī)正常工作后，又可以給整流模塊提供交流輸入電源，由整流模塊重新給通訊設(shè)備供電，并對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，補(bǔ)充消耗的電量。達(dá)到油機(jī)停止的條件，監(jiān)控單元發(fā)出油機(jī)停止信號(hào)，油機(jī)關(guān)機(jī)。
監(jiān)控單元采用集中監(jiān)控的方式對(duì)太陽(yáng)能配電、直流配電、油機(jī)功能進(jìn)行管理，同時(shí)通過(guò)CAN通訊的方式接收太陽(yáng)能模塊的運(yùn)行信息并進(jìn)行相應(yīng)的控制。監(jiān)控還具有電池管理、負(fù)載下電保護(hù)、電池保護(hù)、信號(hào)采集和告警等監(jiān)控功能，并能進(jìn)行后臺(tái)通訊。監(jiān)控單元還可通過(guò)RS232方式連接本地計(jì)算機(jī)。
六、技術(shù)參數(shù)表太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)下表所示。
| 參數(shù)類別 | 參數(shù)名稱 | 描述 |
| 環(huán)境條件 | 工作溫度 | －20℃～＋45℃（SP48100） |
| 儲(chǔ)存溫度 | －40℃～＋70℃ |
| 相對(duì)濕度 | 5％RH～90％RH |
| 海拔高度 | ≤2000m（超過(guò)該高度需降額使用） |
| 其它 | 沒(méi)有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體，沒(méi)有爆炸危險(xiǎn) |
| 太陽(yáng)能輸入 | 額定輸入電壓 | 68Vdc |
| 輸入電壓范圍 | 60Vdc～150Vdc |
| 最大輸入電流 | ≤62A（單路） |
| 直流輸出 | 輸出直流電壓范圍 | 42Vdc～58Vdc |
| 輸出直流電壓 | 54.0V |
| 輸出直流電流 | 0～200A |
| 效率 | ≥96％，純光模式下 |
| 機(jī)械參數(shù) | 尺寸（mm） | 機(jī)柜 | 482（寬）×350（深）×356.3（高） |
| 太陽(yáng)能模塊S48-3000 | 42（1U寬）×285（深，不含把手）×135（3U高） |
| 重量（kg） | 機(jī)柜 | 23 |
| 太陽(yáng)能模塊S48-3000 | 3 |
| 參數(shù)類別 | 參數(shù)名稱 | 描述 |
| 環(huán)境條件 | 工作溫度 | －20℃～＋45℃（SPS48200/MMC1） |
| －40℃～＋45℃（SPS48200/MMD1） |
| 儲(chǔ)存溫度 | －40℃～＋70℃ |
| 相對(duì)濕度 | 5％RH～90％RH |
| 海拔高度 | ≤2000m（超過(guò)該高度需降額使用） |
| 其它 | 沒(méi)有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體，沒(méi)有爆炸危險(xiǎn) |
| 工作模式 | 純光模式 | －20℃～45℃ | 滿功率輸出4×3000W |
| 45℃～55℃ | 線性降低至4×2400W |
| 55℃～65℃ | 線性降低至0W |
七、應(yīng)用方案介紹
方案一：針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)市電供供應(yīng)困問(wèn)題
工作模式： 首先在光照充足的情況下使用太陽(yáng)能對(duì)負(fù)載供電，同時(shí)給電池充電；在光照不足時(shí)太陽(yáng)能與電池同時(shí)給負(fù)載供電，當(dāng)電池低壓時(shí)啟動(dòng)油機(jī)通過(guò)整流模塊給負(fù)載供電同時(shí)給電池充電。
方案二：針對(duì)太陽(yáng)能疊光技術(shù)節(jié)約供電成本同時(shí)創(chuàng)收
工作模式：首先在光照充足的情況下使用太陽(yáng)能對(duì)直流負(fù)載供電，同時(shí)給電池充電，直流輸出通過(guò)逆變器輸出交流供給交流負(fù)載（可以高效的利用太陽(yáng)能，同時(shí)將富裕的能量賣(mài)給國(guó)家電網(wǎng)，也可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)峰低谷的能源調(diào)配，創(chuàng)造更高的商業(yè)價(jià)值）；在光照不足時(shí)太陽(yáng)能與電池同時(shí)給交直流負(fù)載供電，當(dāng)電池低壓時(shí)通過(guò)市電輸入整流模塊給負(fù)載供電同時(shí)給電池充電。
八、疊光方案與傳統(tǒng)并網(wǎng)方案在通信基站中應(yīng)用比較
| 疊光混合發(fā)電 | 并網(wǎng)發(fā)電 |
原理圖 | 
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使用效率 | 系統(tǒng)效率高達(dá)98%以上。太陽(yáng)能板通過(guò)MPPT控制器輸出-48V直接和整流模塊輸出并接在一起供負(fù)載使用，太陽(yáng)能充足時(shí)整流模塊都在睡眠狀態(tài)。 | 低，只有88%。通信基站多數(shù)是直流-48V供電，將并網(wǎng)逆變器發(fā)出的交流電供給機(jī)房的整流系統(tǒng)然后轉(zhuǎn)換成-48V供給負(fù)載使用。一般并網(wǎng)逆變器效率的是96%，整流模塊的效率是92%，2級(jí)轉(zhuǎn)換后效率只有88%。 |
光伏 利用率 | 高，不受市電的影響。 | 低，并網(wǎng)逆變器具有孤島保護(hù)功能，一旦市電出問(wèn)題，逆變器立馬停止輸出，設(shè)備只能轉(zhuǎn)向電池供電，太陽(yáng)能就白白浪費(fèi)掉。 |
可靠性 | 高，采用模塊化、熱插拔、N+X冗余設(shè)計(jì)，如果某個(gè)模塊出問(wèn)題或停電，整個(gè)系統(tǒng)還照樣正常運(yùn)行； | 差，市電出問(wèn)題、逆變器出故障都會(huì)停止發(fā)電直接由電池供電，太陽(yáng)能沒(méi)有起到后備電源作用。 |
維護(hù)性 | 簡(jiǎn)單，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，如果模塊出問(wèn)題直接將壞的模塊拔下來(lái)把好的模塊往里一插即可，無(wú)需任何斷電 | 復(fù)雜，逆變器出問(wèn)題，還要將逆變器從墻上拆下來(lái)更換 |
安裝 | 安裝簡(jiǎn)單，應(yīng)用場(chǎng)景多，可以將MPPT模塊設(shè)計(jì)成嵌入插框方式，直接將整個(gè)插框插入到現(xiàn)有的機(jī)柜中 | 安裝復(fù)雜，應(yīng)用場(chǎng)景少，將逆變器固定在墻上 |
政策 | 不受政策影響，完全自己消納有余量還可以售電 | 受政策影響大，主要的收益靠售電和政府的補(bǔ)助 |
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