了太阳电池板。太阳能电池板图如下所示：
图 太阳能电池板
风力发电机工作原理
4铅酸蓄电池充放电特性
4.1铅酸蓄电池简介
铅酸蓄电池最早由法国人普兰特（G.Plante）于
1859年发明，自发明以来
铅酸蓄电池的发展已经经历了150多年。在这150多年的发展历史中，其产品种类，电气特性，应用类型等方面取得了长足的进步。铅酸蓄电池如今早已广泛的应用在交通，工业，通信，军事，航海，医疗，航空等多个领域，可以说当今的铅酸蓄电池在世界现代化发展中起到了不小的作用。
铅酸蓄电池的种类：
（1）普通铅酸蓄电池；普通铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅和铅)和负极板活性物质 (海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架是用铅锑合金制造的。其优点是电压稳定、价格也比较便宜。但是也有缺点，它的比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁容易造成环境污染。
（2）干荷蓄电池：它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。但是如果超过最长存储时间，蓄电池的电极会被氧化不能立即投入使用，需要先补充充电5到10小时之久。
下图为干荷蓄电池图：
图干荷蓄电池
（3）免维护铅酸蓄电池：顾名思义，这种蓄电池较之前两种不需要维护，或需要少量维护。这是出于免维护蓄电池自身结构上的优势，它的电解液消耗量非常小，所以在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。这种结构可以让它密封使用，不必担心有气体溢出，由于是密封的还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。它的使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。
从电压分类上讲免维护铅酸蓄电池有2.4伏，4伏，6伏，8伏，12伏，24伏等系列，从容量讲从200毫安时到3000安时不等。因此免维护铅酸蓄电池具有广泛的应用环境。
此外VRLA电池也属于免维护电池，是基于AGM（吸液玻璃纤维板）技术和钙栅板的可充电电池，具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命。它在使用中不需加水。VRLA电池用途广泛，可用在电动工具，应急灯，UPS，电动轮椅，计算机和通讯设备等方面。
下图为免维护铅酸蓄电池图：
图免维护铅酸蓄电池
综合对比以上几种铅酸蓄电池，考虑到太阳能发点一般放在户外，野外，或
者一些不易架设电缆线的设备上，如果蓄电池需要工作人员维护，显然很不方便，而且还要求蓄电池能够存储足够多的能量，一是为设备供电之用，另一个是能够存储在阳光充足时，太阳能电池板发出的电量，此外还能够在连续多日阴天的情况下为设备供电，这也需要蓄电池具有较深的放电深度。因此采用铅酸免维护蓄电池为太阳能电池板作为电能存储设备。
4.2免维护铅酸蓄电池充放电特性 4.2.1充电特性
铅酸蓄电池充电对于蓄电池而言有两个目的，第一个需要大电流充电，尽可能快地使电池恢复额定容量，第二个是用涓流充电以补充电池因蓄电池自放电而损失的能量，以便维持蓄电池的额定容量。
在蓄电池的充电过程中，蓄电池的负极板上的硫酸铅被还原为铅，而正极板上的硫酸铅被氧化为二氧化铅。其化学表达式如下所示：
充电（电解池）：2PbSO4?2H2O?PbO2?Pb?2H2SO4 阳极：PbSO4?2H2O?2e??PbO2?4H??SO42? 阴极：PbSO4?2e??Pb?SO42?
当大电流充电使正负两极板上的硫酸铅完全反应生成铅和二氧化铅后，大电流充电结束，继续充电会发生过充电反应，产生氢气和氧气。这样，在开放式铅酸蓄电池中，电解液中的水将逐渐减少。而在密封铅酸蓄电池中，则采用中等充电速率时，氢气和氧气会重新化合为水。
当充电速率大于C/5（蓄电池额定容量的五分之一）时，电池容量恢复到放电容量的80％以前，即开始过充电反应。只有充电速率小于C/100，才能使电池容量恢复到100％以后。在大电流充电状态下，为了让电池容量恢复到放电前的100％，必须进行一定的够充电，在进行过充电反应时，电池电压会上升，但是不会一直上升，它会在达到某个值后减小上升速率，这个时候由于自放电现象和其他因素影响，电池电压在达到一个高峰值后开始缓慢下降。因此在电池过充充足电后，需要给电池组两端加入恒定的电压。此时充电器应输出恒定的浮充电压。在浮充状态下，充入电池的电流应能补充电池因自放电而失去的能量。
浮充电压不能过高，过高会使蓄电池严重过充，而因严重过充会缩短电池的寿命。采用适当的浮充电压，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达10年以上。如果实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5％，免维护蓄电池的寿命将会缩短一半。
蓄电池的电压与温度有很大关系，当温度升高1℃时，电池电压将会下降4mV。因此铅酸蓄电池的电压具有负温度系数，既其值为–4mV/℃。通过查阅蓄电池资料可知，在环境温度为25℃时是理想的充电温度条件。当环境温度降到0℃时，电池就不能充足电，而当环境温度升到50℃时，电池将因严重过充电而缩短寿命。因此，为了保证在很宽的温度范围内，都能使电池刚好充足电，充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变。
通过上面对蓄电池充电特性的分析，由于采用的是密闭式铅酸免维护蓄电池，因此采用双标三阶段充电法。
第一阶段 ：大电流灌充阶段，当蓄电池电压小于标准开路电压时，充电器 以最大电流不超过其容量的五分之一进行充电。由于太阳能电池和风力发 第一阶段的充电程度可达70%到90%之间。
第二 阶段：过电压恒充阶段，顾名思义以恒定的过标准开路电压进行充电，直到电压达到规定的过充电压切离值，再进入下一阶段充电。从单个铅酸蓄电池 的恒流充电特性来看，当点电量充到约95%时，蓄电池两端的电压会突然升高，然后电压趋于平缓 。第二阶段的充电程度将近100%。
第三阶段：浮充阶段，根据蓄电池特性，以恒定精确的浮充电压进行浮充。在大电流给蓄电池充满后，以浮充方式维持蓄电池容量。浮充电压的选择对蓄池的寿命尤为重要，由上文可知即便5%的误差也会使蓄电池的寿命缩短一半。
（【参考文献】基于模糊控制的风光互补能源系统 计长安,张秀彬,赵兴勇 ,吴 浩,曾国辉.电工技术学报,2007,10(22):179-183.）
4.2.2放电特性
铅酸蓄电池的放电深度不宜太深，如果放电至低于预定的终止电压，将有可能导致过放电，而反复的过放电会导致容量难以恢复，为了延长蓄电池的寿命最好达到最好设定放电深度在0.05到3C之间。放电过程蓄电池两极板的化学反应方程式如下式所示：
放电（原电池）：PbO2?Pb?2H2SO4?2PbSO4?2H2O 负极：Pb?SO42??2e??PbSO4
正极：PbO2?4H??SO42??2e??PbSO4?2H2O
在放电过程中，电池放电容量与放电电流成反比。既放电电流越大电池所能够释放出来的能量越小。对比FM、GFM、JMF三个系列的铅酸蓄电池在不同放电率条件下所放出的容量如下图所示：
4.2.3存储特性
铅酸蓄电池应存储在低温、干燥、通风、清洁的环境中，避免过热、阳光直射。并且最好把电池充足电再存放。因为蓄电池存在自放电现象，所以在常温下
每隔3到6个月进行一次彻底充电。使用后的蓄电池应立即充电，不能将蓄电池在放电后长期搁置。
当蓄电池容量仅为或低于其额定容量的40%时，应用均衡充电以使得容量恢复。事实上在低温状态下蓄电池可以储存更长的时间，例如电池储存于15℃，无潮湿及无光照射的地方，在进行必要的补充电前，可以保持 12 个月以上。
4.3铅酸蓄电池安全性使用寿命
蓄电池的寿命通常分为循环寿命和浮充寿命两种。蓄电池的容量减少到规定值以前，蓄电池的充放电循环次数称为循环寿命。在正常维护条件下，蓄电池浮充供电的时间，称为浮充寿命。通常免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达10年以上。影响电池使用寿命的主要因素有：
（1）重复的深放电，尤其是在充电未满的情况下，又进行了深度放电。 （2）外界温度过高引起的过充电，由上文可知铅酸蓄电池具有负温度系数，因此蓄电池在浮充阶段由于温度过高，使浮充电压偏离标准浮充电压值，导致蓄电池过充电。这种偏差会使蓄电池的浮充使用寿命大大缩减，对蓄电池危害极大。
（3）当充好电的蓄电池长期搁置，因为无论是那种铅酸蓄电池在充满电后都会存在一定的自放电现象，长期搁置不用会使蓄电池电量下降（特别是在高温环境下）
5系统硬件设计 5.1系统总体结构框图
本系统硬件结构共分六大部分,分别是：太阳能电池组，风力发电机，蓄电池组，前级稳压电路。核心控制器，太阳跟踪器，
太阳能电池板雷击保护模块前级稳压模块蓄电池充电模块继电器控制模块蓄电池组太阳跟踪模块核心控制器模块
图5.1系统总体框图
5.2前级稳压模块设计
5.2.1太阳能滤波电容设计
太阳能电池板有些像一个光电传感器，它不仅能够通过输出电压表现太阳光的强弱，还会受到周围反射光的干扰因此输出的太阳能电压含有一定频率的干扰噪声，为了去除这个噪声在稳压电路之前连接滤波电容，一共采用两个滤波电容，大的为47uF的电解电容，小的为104原片电容。滤波电容要求在雷击保护模块