嵌入式太陽能電源系統(tǒng)是一種可直接用于室內(nèi)的太陽能電源系統(tǒng)。一、組成嵌入式太陽能電源系統(tǒng)主要由插框、RTU、監(jiān)控單元、太陽能模塊（又稱光伏模塊）、配電單元等組成。太陽能電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示
二、配置1.1、太陽能電源系統(tǒng)的配置見下表所示。
| 部件名稱 | 配置 |
| 太陽能電源系統(tǒng) | 監(jiān)控單元 | 1臺 |
| 太陽能模塊：S48-3000 | 可選數(shù)量：1個～3個太陽能模塊 |
| 配電單元 | 直流配電 | 防雷 | 直流側(cè)防雷 |
| 太陽能 | 3路輸入空開：3×63A/2P |
| 電池 | 1路電池輸入開關(guān)：1×125A/4P |
| 負(fù)載輸出 | 1路輸出開關(guān)：125A |
| RTU | 溫度控制 |
三、嵌入式太陽能電源系統(tǒng)主要特點
| 特點 | 描述 |
| 模塊特性 | 太陽能模塊具有最大功率點跟蹤功能，最大功率點跟蹤精度可達(dá)99.5％以上 |
| 太陽能輸入電壓正常工作范圍寬至60Vdc～150Vdc |
| 太陽能模塊最高效率高達(dá)98％以上 |
| 太陽能模塊和整流模塊功率密度高 |
| 模塊特性 | 太陽能模塊采用無損傷熱插拔技術(shù)，即插即用，更換時間小于1分鐘 |
| 太陽能模塊有輸出過壓保護(hù)功能，包括：硬件過壓保護(hù)和軟件過壓保護(hù)。軟件過壓保護(hù)方式有兩種選擇：一次過壓鎖死模式、四次過壓鎖死模式 |
| 電池管理 | 完善的電池管理：有電池保護(hù)功能，自動調(diào)壓、無級限流、電池容量計算、自動均浮充轉(zhuǎn)換、在線電池測試等功能 |
| 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)太陽能優(yōu)先供電，最大限度利用太陽能； |
| 電量統(tǒng)計 | 負(fù)載耗電量、太陽能發(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 | 提供1路RS232接口、干接點等多種通訊接口，組網(wǎng)靈活，可實現(xiàn)近端軟件升級，無人值守 |
| 人性化操作界面 | 液晶顯示屏采用15度斜角設(shè)計，用戶操作更直觀方便； |
| 通過液晶顯示屏可查詢系統(tǒng)各項運行參數(shù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、歷史告警等； |
| 通過液晶顯示屏可實現(xiàn)系統(tǒng)的手動控制 |
| 防雷保護(hù) | 完善的交、直流側(cè)防雷設(shè)計 |
| 節(jié)能設(shè)計 | 除了整流模塊的休眠節(jié)能功能之外，還支持并優(yōu)先使用太陽能輸入給負(fù)載供電，充分利用太陽能綠色能源，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，通過提供數(shù)據(jù)到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 |
五、工作原理太陽能電池方陣通過太陽能模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為－48V直流電，并通過匯接進(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)運行在并聯(lián)浮充狀態(tài)，即太陽能模塊、負(fù)載、蓄電池并聯(lián)工作；太陽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能模塊提供，如果太陽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)太陽能無法正常供電，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)一段時間后，達(dá)到油機(jī)啟動的條件，監(jiān)控單元發(fā)出油機(jī)啟動信號。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，油機(jī)關(guān)機(jī)。
監(jiān)控單元采用集中監(jiān)控的方式對太陽能配電、直流配電、油機(jī)功能進(jìn)行管理，同時通過CAN通訊的方式接收太陽能模塊的運行信息并進(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)、信號采集和告警等監(jiān)控功能，并能進(jìn)行后臺通訊。監(jiān)控單元還可通過RS232方式連接本地計算機(jī)。
六、技術(shù)參數(shù)表太陽能電源系統(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） |
| 儲存溫度 | －40℃～＋70℃ |
| 相對濕度 | 5％RH～90％RH |
| 海拔高度 | ≤2000m（超過該高度需降額使用） |
| 其它 | 沒有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體，沒有爆炸危險 |
| 太陽能輸入 | 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） |
| 儲存溫度 | －40℃～＋70℃ |
| 相對濕度 | 5％RH～90％RH |
| 海拔高度 | ≤2000m（超過該高度需降額使用） |
| 其它 | 沒有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體，沒有爆炸危險 |
| 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：針對偏遠(yuǎn)地區(qū)市電供供應(yīng)困問題
工作模式： 首先在光照充足的情況下使用太陽能對負(fù)載供電，同時給電池充電；在光照不足時太陽能與電池同時給負(fù)載供電，當(dāng)電池低壓時啟動油機(jī)通過整流模塊給負(fù)載供電同時給電池充電。
方案二：針對太陽能疊光技術(shù)節(jié)約供電成本同時創(chuàng)收
工作模式：首先在光照充足的情況下使用太陽能對直流負(fù)載供電，同時給電池充電，直流輸出通過逆變器輸出交流供給交流負(fù)載（可以高效的利用太陽能，同時將富裕的能量賣給國家電網(wǎng)，也可以實現(xiàn)電網(wǎng)峰低谷的能源調(diào)配，創(chuàng)造更高的商業(yè)價值）；在光照不足時太陽能與電池同時給交直流負(fù)載供電，當(dāng)電池低壓時通過市電輸入整流模塊給負(fù)載供電同時給電池充電。
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。太陽能板通過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，太陽能充足時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，一旦市電出問題，逆變器立馬停止輸出，設(shè)備只能轉(zhuǎn)向電池供電，太陽能就白白浪費掉。 |
可靠性 | 高，采用模塊化、熱插拔、N+X冗余設(shè)計，如果某個模塊出問題或停電，整個系統(tǒng)還照樣正常運行； | 差，市電出問題、逆變器出故障都會停止發(fā)電直接由電池供電，太陽能沒有起到后備電源作用。 |
維護(hù)性 | 簡單，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，如果模塊出問題直接將壞的模塊拔下來把好的模塊往里一插即可，無需任何斷電 | 復(fù)雜，逆變器出問題，還要將逆變器從墻上拆下來更換 |
安裝 | 安裝簡單，應(yīng)用場景多，可以將MPPT模塊設(shè)計成嵌入插框方式，直接將整個插框插入到現(xiàn)有的機(jī)柜中 | 安裝復(fù)雜，應(yīng)用場景少，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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