太阳能电池板
　　太阳能电池板是太阳能光伏系统中的核心部分，其作用是把太阳的辐射能转换为电能。太阳能电池目前采用单晶硅、多晶硅、光伏薄膜电池等，其原因是将其做成类似二极管中的P-N结。其工作原理与二极管类似。只不过在二极管中推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴的电子运动方向的是太阳光能,也就是通常所说的“光生伏特效应原理”。由光能推动的电子的定向运动而产生电源,也即发电。太阳能电池是由很多P-N结串联或并联的组合件(串联得到较高的使用电压，并联得到较大的应用电流)。一般情况下,要求对太阳能所产生的电能尽可能地加以利用,因此要求充电电路(在电池电量未足时)做到充电电流化,即充电电路阻抗最小。所以控制电路还应采用有功率跟踪控制。
　　蓄电池
　　蓄电池作为太阳能系统配件不可缺少的一份子,是把太阳能光伏电能转化成化学能储存起来的装置。就12V蓄电池来说,正常情况下电压为12.4v-12.8v(胶体电池达到13伏)。正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸结晶,充电时还原为铅,如果电池经常充电不足或过放电、电池长期存放等都会硫化,其负极上就会形成一种粗大坚硬的难以接受充电的硫酸铅结晶,此现象被称为“不可逆硫酸盐化”(简称电池硫化),轻则硫化会降低电池的容量,电池内阻增大,严重时则极板失效、报废。因此蓄电池的使用和维护正确与否对蓄电池的使用寿命影响甚大。
　　正常的使用应注意:
　　1)终止电压:指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的工作电压值。(12V铅酸蓄电池使用电压为10.5V)。
　　2)过放电:电池若是在放电过程中超过电池放电的终止电压值还继续放电时,就可能造成电池内压升高,正负极、活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。
　　3)过充电:在充电过程中电池的电压会随着储存电量的增加而逐渐上升,当电池储存的电量达到饱和、电极材料无法继续分解时,若继续充电则电解液会产生电解,并且在阳极产生氧气,在阴极产生氢气,气体会从蓄电池中溢出,造成电解液减少,且会在电池内部造成压力(尤其是密封电池)上升,会对电池内部结构造成破坏,这种现象称为过充电(铅酸蓄电池一般允许充电电压不超过14.5v)。鉴于太阳能充电控制系统具有上述特性,为了延长蓄电池的使用寿命,必须在蓄电池前端设置充放电保护电路。
　　基于太阳能的一般配置原则,如:
　　1)太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以上。
　　2)蓄电池容量必须负载日耗量高6倍以上为宜。因蓄电池容量过大,蓄电池始终处于亏电状态,影响电池寿命。
　　3)蓄电池每月至少应有充满几次状态。负载应选择低能耗用电器,如LDE(发光二极管等)。
　　性能要求
　　1)当蓄电池充电达到浮充值(目前设定为14.5v)时,控制器启动卸载电流功能,防止电池过充;
　　2)当电池出现过放现象(10.5v)时,控制器启动卸载负载;
　　3)任何控制器故障不影响航标灯正常工作;
　　4)防水防腐IP76级;
　　5)控制器功耗要小;输出电流大;
　　6)安装简便,能直观预判断蓄电池当前状态。

　　太阳能控制系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器和负载组成,系统框图如图所示。
　　控制电路采用新型的芯片,该芯片通过对太阳能电池板电压、蓄电池电压、环境温度等参数的检测判断,控制开关电路(采用肖基二极管)的开通和关断,达到各种控制和保护的功能。本太阳能控制器具有以下主要功能
　　1.过充保护:充电电压高于保护电压时,自动关断对蓄电池充电;此后当电压掉至维持电压(13.sv)时,蓄电池进入浮充状态,当蓄电池电压低于恢复电压后浮充关闭,进入均充状态,到达14.V5后充电关闭。
　　2.过放保护;当蓄电池电压低于保护电压时,控制器自动关闭输出以保护蓄电池不受损坏。当蓄电池再次充电后,又能自动恢复供电。
　　3.负载过流及短路保护:负载电流超过10A或负载短路后,自动关闭电源输出。
　　4.过压保护:当电压过高时,自动关闭输出,保护电器不受损坏。
　　5.具有防反充功能:采用肖基二极管防止蓄电池向太阳能电池充电。
　　6.具有防雷击功能:当出现雷击的时候,压敏电阻可以防止雷击,保护控制器不受损坏。
　　7.太阳能电池反接保护:太阳能电池“+”“-”极性接反,纠正后可继续使用。
　　8.蓄电池反接保护。
　　9.蓄电池开路保护:万一蓄电池开路,若在太阳能电池正常充电时。控制器将限制负载两端电压,以保证负载不被损伤,若在夜间或太阳能电池不充电时,控制器由于自身得不到电力,不会有任何动作。294脆蔺广东省航海学会
　　10.具有温度补偿功能。

　　1.当蓄电池电压处于正常情况下,单片机控制的开关电路开通,此时太阳能电池向蓄电池充电;当蓄电池电压达到13.2v时,此时处于浮充状态;当蓄电池电压高于设定的过充点14.5v时,此时充电回路进行短路保护,停止充电;当蓄电池电压下降到13.5v时,恢复正常充电状态。
　　2.当蓄电池电压低于设定的过放点10.5v时,单片机控制的输出截止,此时负载无输出;当蓄电池电压达到12.4v时,单片机控制输出电路导通,此时负载过放恢复正常。
　　3.显示电路。此控制器采用两个双色LDE发光二极管显示充、放电状态,A亮红灯为正常充电:B绿灯表示电池己充满;C红灯闪烁为电池电压过低或电池接触不良。两个双色LDE发光二极管显示非常直观,给用户带来了方便。
　　4.温度补偿。蓄电池的容量是随温度的变化而变化的,温度升高,蓄电池的容量将上升,温度下降,蓄电池的容量将减少。如果充放电流维持不变,相应的充放电率将改变,不同的充放电率对应着不同的过充、过放点,因此要采用温度补偿对蓄电池进行保护。根据标准温度补偿的范围为-3~-7mV/℃/节,我们取中间值-5mV/℃/节。因热敏电阻MF58在-5~45℃其阻值有近似的线形关系,可以实现温度补偿。环境温度变化时,热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。单片机通过采样温度参数,将采样值与存储在单片机内的电压值比较,对蓄电池的充电电压、放电电压进行适当控制,从而保护蓄电池。
　　5.充电方式采用脉冲充电,其对电池有去硫化的作用,对新电池有抑制电池硫化的功能。