图2-6 太阳能的能量采集结构框图
微小型太阳能电池阵列与大型太阳能电池阵列的组成基本相同，只是其体积更适合与无线传感网络或嵌入式系统集成，其控制器与大型光伏发电系统用法原理相同。这里的变换器使用DC - DC变换器，而大型系统中的变换器有时需要DC - AC变换器，供给交流负载电能。
由于传感器节点的峰值功率和平均功率之间可能有数量级的差别，其储能装置的能量产生和消耗情况如图2-7所示。
能量存储装置也是微小型系统必不可少的一部分，此能量存储装置一方面存储太阳能，另一方面，可缓冲负载所需能量。在光伏发电系统不发电时或电能不足时，储存的电能提供给负载，使负载连续工作。储能装置既可以是电容也可以是可充电的电池（蓄电池）。当太阳能发电功率急剧下降时，电容或蓄电池可以起缓冲作用，保证电压稳定。最简单、也可以提供最长寿命的方法就是使用电容。这种方法必须具有自启动的功能，在没有能量采集的情况下启动提供能量给负载使用。电容有两种，可以是传统的电容，也可以是超级电容。而使用蓄电池（较高的存储容量），以更复杂的转换（如电池充电电路）和由于电池有限的循环充电次数造成的寿命短的问题为代价。
图2-7 能量产生和消耗情况图
微小型系统的负载包括传感器、微处理器和收发器，这些是直流负载，可直接连接到储能装置，或者通过调节器、DC - DC变换器等再连接到储能装置。一些传感器负载可能对电源电压变动很敏感，因此需要变换器进行调节。但是，为了系统的简洁性和效率，这种方法有时是不可取的。负载和储能装置之间可能还需要额外的转换，以保护负载在平稳的、安全的电压下工作。
2.2.4 光伏发电系统的分类及应用
太阳能光伏发电系统按与电力系统关系分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统，除此之外还有混合系统及小规模电源系统。
2.2.4.1独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是光伏发电系统最基本的形式，又称为太阳能发电的原型系统，其工作原理：如果负载为直流负载，光伏系统输出电能可直接供给直流负载；如果负载为交流负载，光伏系统输出的电能则通过逆变器将直流变成交流后供给交流负载。光伏发电系统由太阳能电池方阵、储能装置、DC - AC逆变装置、控制装置与负载等组成，如图2-8所示。
图2-8 独立运行系统
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