光，本質上是一種能源。自然界中，太陽光是一個免費且容易獲得的能源。陽光照射到晶體硅電池或者薄膜電池的表面（通俗叫法就是太陽能板）時，在能量的驅動下，電子開始流動，接入線路后會產生電流，這樣就把太陽能轉換成直流電源，并給后端的負載供電。在負載不需要用電/或者輕載的時候，還可以把這些剩余的能源給儲存起來（給電池充電），在夜晚、陰雨等沒有陽光又需要用電的時候，就改由電池來供電。

一個完整的、小系統光伏太陽能設備方框圖為：

太陽能板發出的電，并非一個穩定的電源。一天之中，太陽的位置會不斷的發生變化，太陽能板的輸出功率，會隨著陽光的強度，光線與太陽能板所形成夾角的變化而變化，忽大忽小。這樣，就需要一個稱之為MPPT的控制器-追蹤最大功率。目前，最小系統的光伏設備，通常都用專用IC，再配合簡單的外圍電路來實現一個完整的應用。下圖為TI廠家所提供的，型號為BQ24650的MPPT應用電路圖：

以下是一個在某廠家推薦的應用電路圖基礎而設計出的電路圖，僅保留太陽能輸入和充電模塊。如圖所示，二極管D3的作用是在無太陽能輸入時，阻斷電池對太陽能板的反向放電。然而，此類單向二極管元件會引入顯著能量損耗：以標稱55W的太陽能板為例，一般實測最大輸出功率約36W，當MPPT工作點設定為18V時，在滿功率輸出條件下，該二極管至少產生0.7V * 2A=1.4W（按典型工況電流2A計算）的功率損耗，這種以熱能形式耗散的能量對系統構成無效負荷。

大部分需要使用太陽能設備的地方，通常是普通電力無法覆蓋且無人值守的場所，這類設備通常需要滿足定時/或者應急狀態下的工作需求，同時須具備在長期陰雨天氣下的自持運行能力。為便于人力運輸，設備體積要嚴格控制。因此整體能效越高越好，設計上應最大限度消除無效能耗。

那么如何優化應用方案呢？以下是兩個方案可供參考：

1、使用芯森電子的電壓傳感器件VN2A 25 P00，該器件的量程范圍10-1000V；與繼電器（或者其它的關斷電路）配合，一旦檢測到輸入電壓低于MPPT電壓值，則斷開繼電器（或者其它的關斷電路）；

2、同時使用芯森電子的電壓傳感器VN2A 25 P00和霍爾電流傳感器AN3V/或者AN4V A系列；同時并且持續的檢測到太陽能電壓低于18V，且太陽能的輸出電流小于0.1A，則認為已無陽光，斷開繼電器。VN2A 25 P00和AN3V/AN4V A兩器件自身總消耗約30mA的電流。

以上方案，還需要嚴格注意功率MOS管選型。要根據MOS驅動器件的輸出能力去選擇參數合適的MOS管，讓MOS管快速的打開和關閉，以減小MOS自身的發熱量。

下圖是綜合上述幾點優化設計后投產的一套完整的設備。全套設備配一塊標稱55W的太陽能板，12.6V / 50Ah的三元鋰電池，全套設備總重量約11KG，單人背負全套設備即可爬上50米高的電力鐵塔安裝。

只要有太陽，該MPPT就以滿載的電流對電池組充電。在測試中，多次的出現這樣的情況，大約從上午10點到下午3點之間，陽光強度最大的時候，MPPT以至少3A的連續電流對電池充電，而此時段，設備內部溫度也只會到大約55℃。

視頻攝像頭每一小時定時工作一次，先360度環掃描，然后再對幾個預設的重點區域攝像，所有的圖像通過4G設備回傳到后臺；并支持后臺在任何時間點對攝像頭進行操控。持續的測試表明，設備最大支持到連續15天陰雨天氣下不間斷的工作。該產品正批量的交付給電力鐵塔、港航等行業的太陽能視頻監控系統。