獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：近年來,隨著能源短缺、環(huán)境污染影響的加劇,太陽能作為可再生能源具有清潔性、安全性、資源充足性等優(yōu)點(diǎn),日益受到廣泛關(guān)注?？墒窃谔柲艿墓怆娹D(zhuǎn)換應(yīng)用中轉(zhuǎn)換效率低始終是人類全面利用太陽能的一大障礙,為了更大限度的利用太陽能資源,提高利用效率,最大功率點(diǎn)跟蹤的研究對(duì)太陽能供電系統(tǒng)來說意義重大。 本文首先對(duì)太陽能電池的原理進(jìn)行闡述,根據(jù)太陽能電池的理論模型和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用MATLAB/SIMUlink工具對(duì)太陽能電池進(jìn)行建模和仿真,通過仿真結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)條件下太陽能電池的伏安特性和伏瓦特性進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)不同光照強(qiáng)度和不同溫度條件下的輸出特性進(jìn)行比較。 其次對(duì)太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT-Maximum Power Point Tracking)技術(shù)進(jìn)行研究,介紹最大功率點(diǎn)跟蹤的控制原理,通過對(duì)幾種常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行比較,采用其中的擾動(dòng)觀察法進(jìn)行仿真,并進(jìn)行結(jié)果分析和數(shù)據(jù)歸納,通過對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步提取和研究,提出一種基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤算法。對(duì)基于模糊控制的變步長擾動(dòng)觀察法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明該算法能夠穩(wěn)定在最大功率點(diǎn),避免了定步長擾動(dòng)觀察法在最大功率點(diǎn)處的震蕩,在環(huán)境參數(shù)突變的情況下,能夠快速尋找到新的最大功率點(diǎn),具有良好的跟蹤效果。 最后,設(shè)計(jì)了獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng),該系統(tǒng)以C8051F040為核心,由數(shù)據(jù)采集模塊、人機(jī)交互模塊和充放電模塊構(gòu)成。其中,通過充放電模塊對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制;數(shù)據(jù)采集模塊采集系統(tǒng)各個(gè)部分的重要數(shù)據(jù)用來作為控制依據(jù),同時(shí)采集環(huán)境中的溫濕度和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)可以為系統(tǒng)進(jìn)一步的分析做準(zhǔn)備;人機(jī)交互模塊通過液晶顯示數(shù)據(jù)采集模塊的各種數(shù)據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 最大功率點(diǎn)跟蹤 擾動(dòng)觀察法 模糊控制 C8051F040
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 選題背景及研究意義7-8
• 1.1.1 選題背景7
• 1.1.2 研究意義7-8
• 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-11
• 1.2.1 太陽能光伏發(fā)電的國外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 太陽能供電系統(tǒng)概述11-13
• 1.3.1 太陽能供電系統(tǒng)的工作原理及其組成11-12
• 1.3.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類12-13
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 2 太陽能電池特性的分析與仿真建模14-20
• 2.1 太陽能電池原理14
• 2.2 太陽能電池的理論模型和數(shù)學(xué)模型14-16
• 2.3 太陽能電池的MATLAB/SIMUlink 仿真模型及輸出特性分析16-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 3 太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法研究20-42
• 3.1 太陽能最大功率跟蹤點(diǎn)跟蹤原理20-21
• 3.2 幾種常用的最大功率點(diǎn)跟蹤算法的介紹21-26
• 3.2.1 恒定電壓法22-23
• 3.2.2 增量電導(dǎo)法23-24
• 3.2.3 擾動(dòng)觀察法24-26
• 3.3 擾動(dòng)觀察法的MATLAB/SIMUlink 仿真26-32
• 3.3.1 太陽能電池與負(fù)載阻抗匹配仿真26-27
• 3.3.2 擾動(dòng)觀察法在最大功率點(diǎn)跟蹤中的仿真27-30
• 3.3.3 最大功率點(diǎn)跟蹤擾動(dòng)觀察法的仿真數(shù)據(jù)分析30-32
• 3.4 基于模糊控制的變步長擾動(dòng)觀察法32-41
• 3.4.1 最大功率點(diǎn)跟蹤在控制理論方面的研究32-33
• 3.4.2 選擇模糊控制的原因33-34
• 3.4.3 基于模糊控制的變步長擾動(dòng)觀察法仿真34-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)42-54
• 4.1 設(shè)計(jì)方案與功能設(shè)計(jì)42-44
• 4.1.1 系統(tǒng)框圖和設(shè)計(jì)方案42-43
• 4.1.2 功能設(shè)計(jì)43-44
• 4.2 主控芯片的選擇44-45
• 4.3 充放電模塊的設(shè)計(jì)45-48
• 4.3.1 太陽能電池板串并聯(lián)電路45-46
• 4.3.2 蓄電池充電電路46-48
• 4.3.3 蓄電池的放電控制電路48
• 4.4 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)48-53
• 4.4.1 電壓電流的采集48-50
• 4.4.2 光照強(qiáng)度的采集50-52
• 4.4.3 溫濕度的采集52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)54-57
• 5.1 主程序54
• 5.2 初始化子程序54
• 5.3 溫濕度采集子程序54-56
• 5.4 光照強(qiáng)度采集子程序56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論57-59
• 6.1 總結(jié)57
• 6.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄63-66

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

純電動(dòng)汽車太陽能輔助空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究    孫浩

田間信息的遠(yuǎn)程獲取與無線傳輸系統(tǒng)的研究    王亞男

基于MATLAB的光伏電池通用數(shù)學(xué)模型    王長江;

硅太陽電池工程用數(shù)學(xué)模型參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)    吳忠軍;劉國海;廖志凌;

德國太陽能發(fā)電最多的國家    

日本太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的政策和實(shí)例    劉青榮;顧群音;阮應(yīng)君;任建興;龍有二;高偉俊;

光伏發(fā)電系統(tǒng)中前端DC/DC變換器的設(shè)計(jì)    謝文濤;張東;呂征宇;

光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制仿真模型    李煒;朱新堅(jiān);

光伏發(fā)電的現(xiàn)狀和展望    張作宇;王景燕;李燕青;

太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢    楊忠;

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用    賈雪艷;曹金良;

太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展    呂貝;邱河梅;張宇;

智能型多用途太陽能供電系統(tǒng)    閆妍

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤研究    王武軍

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    陶曉峰;謝君;

變電站光伏直流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    林航;陳曉明;

30 kW太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用與運(yùn)行    沈晨;陳曉明;

24V/5A太陽能控制器設(shè)計(jì)    包文俊;黃長杰;

遼寧康平地區(qū)太陽能資源特征變化及評(píng)估    孫福義;康敏;姜濤;

建昌縣近50年光照資源趨勢變化及特征分析    馬永忠;李明春;黃英華;楊學(xué)強(qiáng);

100kW風(fēng)光互補(bǔ)電站設(shè)計(jì)    楊幫宇;

雙面太陽電池垂直安裝發(fā)電性能的測試    王寧;吳昌宏;舒杰;

大型集中并網(wǎng)光伏電站硬件設(shè)計(jì)要求及安全保護(hù)    王志剛;龍維緒;崔海昱;鄧菊蓮;劉祖明;廖華;涂潔磊;

市電自動(dòng)切換在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用    袁世建;胥平;尚海濤;

基于OIF-Elman網(wǎng)絡(luò)的光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤方法研究    蘇剛;龔?fù)?潘雷;高瑞;王貝貝;

一種基于dp/dv=0的最大功率跟蹤控制策略    榮延澤;劉士榮;毛軍科;李松峰;

光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的單相光伏逆變系統(tǒng)的仿真研究    孫冰;白樹忠;鄭世松;

光伏并網(wǎng)給定電流幅值偏移的孤島檢測方法    鄭世松;孫冰;王玉斌;

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)MPPT算法仿真與研究    劉鑫;石景波;

含蓄電池儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

基于線電流解耦算法的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)    譚甲凡;

銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池的研究進(jìn)展    岳恩;唐龍;羅順安;張平;

中國光伏發(fā)電的發(fā)展及前景    羅雪蓮;

分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

考慮分布式發(fā)電的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模方法研究    錢軍

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及電動(dòng)汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

太陽能電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)研究    李春芳

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

熱絲化學(xué)氣相沉積制備硅氫薄膜及其性質(zhì)的研究    郭小松

蓄冷降溫式太陽電池組件材料和熱特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究    秦紅

微電源并網(wǎng)同步檢測與定功率輸出控制技術(shù)研究    龔宇雷

基于軟開關(guān)PWM技術(shù)的光伏逆變器的研究與設(shè)計(jì)    曹建

用于礦燈充電的獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

太陽能LED照明系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)    杜守增

氧化物半導(dǎo)體的濕化學(xué)法制備    賈紅

太陽能電池用α-SiC_x:H薄膜的制備與性能研究    張瑞麗

光伏發(fā)電系統(tǒng)自適應(yīng)控制研究    李亭

基于橋檢車的駐車充電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)    楊光

用于城市公交車的能量再利用智能控制系統(tǒng)的研制    謝玉錄

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測新方法的研究    于希洋

光伏系統(tǒng)配套蓄電池的選擇    湯建皮,黃剛

基于無線傳輸技術(shù)的多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)    楊占軍,楊英杰

CAN總線控制器MCP2515的原理及應(yīng)用    王繼國,吉吟東,孫新亞

電動(dòng)汽車復(fù)合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)    徐劍鳴;康龍?jiān)?溫懋勤;周世瓊;曹秉剛;

GPRS DTU的設(shè)計(jì)及研究    劉教瑜;吳美玲;譚杰;

MCP2515在CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用    李貌;秦霆鎬;閆世曉;

延長閥控密封鉛酸蓄電池壽命研究——過充電保護(hù)與溫度補(bǔ)償特性    王鶴,楊宏,王雪冬,潘月清,段景漢,王鴻麟

一種基于無線收發(fā)模塊nRF903的距離監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    韓向陽;周鳳星;胡磊;高勇;

GPRS技術(shù)在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    韓冰,李芬華

太陽能電池綜合管理自動(dòng)控制器    高飛燕;陽武嬌;

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)研究與開發(fā)    葉濤

基于GPRS的多要素自動(dòng)氣象站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    劉興麗

基于GSM的農(nóng)田氣象信息遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)    郭志偉

自動(dòng)氣象觀測站數(shù)據(jù)采集器檢測儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    李成偉

光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)及最大功率點(diǎn)跟蹤算法的研究與實(shí)現(xiàn)    朱叢

基于GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究    高超

基于GPRS技術(shù)的放射源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    何海洋

基于無線網(wǎng)絡(luò)的挖泥船機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)研究    陳雷

基于GPRS的配變遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)研究    張振偉

基于GPRS的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    萬海鵬

基于GPRS的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)    張寅

我國大規(guī)?？稍偕茉椿嘏c技術(shù)的發(fā)展研究    嚴(yán)陸光;夏訓(xùn)誠;周鳳起;趙忠賢;劉東生;匡廷云;張新時(shí);周孝信;李燦;朱瑞兆;陳勇;白克智;陸天虹;孔力;胡學(xué)浩;許洪華;趙黛青;呂紹勤;黃常綱;

太陽能光伏供電系統(tǒng)的最大功率輸出方法    金如麟,譚茀娃

基于Boost電路的光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)    趙宏,潘俊民

高亮度LED太陽能路燈照明系統(tǒng)    陳尚伍;陳敏;錢照明;

硅太陽電池工程用數(shù)學(xué)模型參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)    吳忠軍;劉國海;廖志凌;

21世紀(jì)太陽能發(fā)電的展望    楊金煥,陳中華

采用單片機(jī)的太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制器    歐陽名三,余世杰,沈玉樑

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制    陳桂蘭,孫曉,李然

CPC裝置的采光反射出去損失    雷桂林,薛懷慶

世界太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展的形勢及可資借鑒的政策    胡興軍;

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

蓄電池智能管理系統(tǒng)    羅光毅

我國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究    裴郁

基于MATLAB遺傳算法工具箱的太陽能電池最大功率點(diǎn)研究    艾雨;

采用單片機(jī)的太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制器    歐陽名三,余世杰,沈玉樑

太陽能電動(dòng)車最大功率點(diǎn)跟蹤器的設(shè)計(jì)    趙劍飛,曹秉剛,康龍?jiān)?張政

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制    陳桂蘭,孫曉,李然

一種新型家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的研究    魏偉;何仁平;魏嵐婕;

低成本太陽能電池照明燈    Dennis Eichenberg;

太陽能最大功率跟蹤技術(shù)研究    侯聰玲;

基于雙重變換器的變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大功率點(diǎn)快速追蹤系統(tǒng)    夏安俊;沈錦飛;

動(dòng)態(tài)電源路徑管理簡化了太陽能板對(duì)電池的充電    Nigel Smith;

美日汽車起動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)解析    陳天殷;

太陽能電池應(yīng)用    孟昭淵;

太陽能電池輸出特性的分析及檢測    張海波;

太陽能電池表面納米微結(jié)構(gòu)研究    李美成;

有機(jī)染料錨數(shù)對(duì)染料敏化太陽能電池性能的影響    尚會(huì)霞;羅艷紅;孟慶波;占肖衛(wèi);

太陽能為縣站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電的可行性分析    黃誠;樊璇;朱圣華;

量子點(diǎn)敏化太陽能電池--新材料的設(shè)計(jì)、制備及器件研究    李冬梅;羅艷紅;孟慶波;

太陽能在基站中應(yīng)用和節(jié)能減排分析    金美華;

量子點(diǎn)敏化太陽能電池研究進(jìn)展    劉銘;楊君友;馮雙龍;朱虎;

高效染料鈉晶TiO_2太陽能電池    黃昀昉;吳季懷;林建明;黃妙良;

富銦與富銅CuInSe_2薄膜的光電性能    王信春;

適用于農(nóng)村手機(jī)的太陽能充電器電路    四川 蒲浩柵

太陽能廠跨洋吸金 幾家歡樂幾家愁    黃女瑛 DigiTimes

太陽能電池級(jí)多晶硅光伏項(xiàng)目落戶益陽    記者　 郭云飛 通訊員　 張世平

涉足太陽能光伏產(chǎn)業(yè)公司一覽    詹鈴

依靠太陽能的家庭    楊先碧

G風(fēng)帆 太陽能電池新貴    天同證券 張銳

PE“新銳”王剛：太陽能行業(yè)的堅(jiān)定支持派    本報(bào)記者 翁海華

行者集團(tuán)利用太陽能獲新突破    記者 張國偉

太陽能電池面臨出口為主的尷尬    無暇

邱第明:中國最早太陽能企業(yè)的跌宕起伏    本報(bào)記者王穎春 采寫

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

戶用式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制策略的研究    任碧瑩

反型體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池的研究    陶晨

有機(jī)/聚合物太陽能電池：活性層結(jié)構(gòu)、形貌及光伏性能    薛麗麗

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

反型聚合物太陽能電池的研究    李福民

聚合物太陽能電池中光吸收增強(qiáng)效應(yīng)的研究    李國龍

聚光多結(jié)太陽能電池的設(shè)計(jì)、制備及可靠性研究    宋明輝

半透明聚合物太陽能電池的研究    徐洋

光活性層摻雜及新型透明電極在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用研究    章文峰

基于TMS320F2812 DSP的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    孔曉麗

太陽能照明能量管理PSoC設(shè)計(jì)    張?zhí)鞎r(shí)

獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究    周雪純

電動(dòng)汽車蓄電池混合能源充電技術(shù)的研究    孫興中

模糊控制在光伏最大功率追蹤預(yù)測中的應(yīng)用與研究    陳亞峰

光伏離網(wǎng)發(fā)電儲(chǔ)能控制策略的研究    方梁菲

基于太陽能的嵌入式路燈控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    劉春

水體凈化的太陽能供電與控制系統(tǒng)研究    張強(qiáng)

一種基于新型MPPT算法的嵌入式太陽能光伏逆變器    陶寧波

戶用型并網(wǎng)光伏控制系統(tǒng)研究    陳金鳳