充電器

再生能源發電系統中最容易損毀的元件為蓄電池，因為蓄電池長時間充 放電，使得正負極板形成安定的硫酸鉛結晶，則無法繼續對蓄電池充電，影 響蓄電池的使用壽命，影響電池壽命的主要原因有電解液水分減少或乾涸與 負極板之硫酸化，正負極板劣化的原因，可分為活性物質的軟化、格子腐蝕，

以及格子與活性物質介面之阻礙等三種，為了延長蓄電池的使用壽命，必須 對充電與放電加以限制，對蓄電池充電時添加一個充放電控制電路，必須具 備下列功能：

(1) 防逆充電控制

防止逆充電功能，即在太陽能光電板供電迴路串聯一個蕭特基二極體

（Schottky Diode），蕭特基二極體比一般二極體具有較低的導通電壓與較 快的反應速度，也具有單向導通的功能，可防止蓄電池的電力反向對太陽能 光電板供電，造成太陽能光電板的損壞或破壞。

(2) 防過充電控制

當蓄電池發生過充電的現象時，造成蓄電池的放電反應所產生的水迫使 被分解產生氣體，導致電解液遽減，使得蓄電池內部溫度上升，造成使用年 限縮短，將會嚴重影響電池壽命。

(3) 防過放電控制

當蓄電池供應負載時，電池內部會因化學反應在正負極板上附著硫酸 鉛，導致內部阻抗增強減少電流的傳輸，因此，必須馬上充電，若任其持續 放電狀態，不給予充電，則硫酸鉛將會形成安定的白色結晶後，即使之後再 對蓄電池充電，極板的活性物質亦無法恢復原狀，將縮短電瓶的使用年限。

(4) 溫度補償或高溫保護

當蓄電池充放電的時候，將會造成內部溫度（電解液溫度）升高，內部 溫度太高則會劣化陰陽極板上的活性物質，並且腐蝕陽極格子，進而縮短電 池壽命，相對的，如果電池溫度太低時，將會使得電池電容量減少，造成過 度放電，進而使電池壽命縮短，此種關係也會因電池型式，極板材質而有變 化。因此，蓄電池通常工作之電解液溫度應維持在 15~55℃為理想使用狀態，

充電時的工作溫度應維持在 0~60℃的範圍，故需要擁有溫度補償或保護的 機制來延長蓄電池得使用壽命。

因此，本研究採用 Morningstar 公司所生產的太陽能充放電控制器來當 本系統的控制與管理 220V 的電源輸出，由於每一顆充電器具有承受最大功 率的上限，因此，將所有太陽能板的發電功率送入各充電器中，選用圖 4.7 至圖 4.10 的四種充電器，其功能如表 4.1 所示。

表 4.1 充電器基本規格比較

圖4.7 太陽能充電器(SL-10L-12V) 圖4.8 太陽能充電器(SS-10L-12V) 型號 最大功率、工作

150W、12V 與 15A

120W、12V 與 10A

120W、12V 與 10A

5.具有 PWM 控 制 模 式 1.具有負載低電壓不連接

2.具有太陽能板與負載過電壓不連接 SHS 100W、12V 與 6A

3.具有 PWM 控 制 模 式 使 用 包 括 浮 充 在 內 的 四 段 式 控 制 模 式

圖4.9 太陽能充電器(PS-15M) 圖4.10 太陽能充電器(SHS-6)