太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究

【摘要】： 太陽(yáng)能作為一種新興的可再生能源,以其永不枯竭、無(wú)污染、不受地域限制等優(yōu)點(diǎn),正得到迅速的推廣應(yīng)用。而光伏系統(tǒng)的一大缺點(diǎn)就是光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率太低,使其不能以最大效率轉(zhuǎn)化為電能輸出;而且在工作過(guò)程中受環(huán)境的影響也很大,會(huì)損失很多能量。因此為了使其輸出的電能達(dá)到最大化,除了要研制價(jià)格低廉且能量轉(zhuǎn)換效率高的光電材料外,還要在控制上實(shí)現(xiàn)光伏電池的大功率輸出。這些控制方法包括光伏自動(dòng)跟蹤控制和最大功率跟蹤控制。本課題根據(jù)光伏電池的工作特性,設(shè)計(jì)了光伏自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)和一種最大功率跟蹤控制器。 【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 太陽(yáng)輻射量 光伏自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 最大功率跟蹤
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)（河北）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的背景及課題意義8
• 1.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特點(diǎn)及我國(guó)太陽(yáng)能資源的分布8-10
• 1.2.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特點(diǎn)8-9
• 1.2.2 我國(guó)太陽(yáng)能資源的分布9-10
• 1.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述10-12
• 1.3.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理及組成10-11
• 1.3.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類(lèi)11-12
• 1.4 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-15
• 1.4.1 國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-14
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 太陽(yáng)輻射能量分析16-24
• 2.1 太陽(yáng)角及其計(jì)算16-18
• 2.1.1 太陽(yáng)赤緯角δ16
• 2.1.2 太陽(yáng)高度角h16-17
• 2.1.3 太陽(yáng)方位角γ17
• 2.1.4 太陽(yáng)方位角γ和高度角h 的計(jì)算分析17-18
• 2.2 日照數(shù)據(jù)及估算18-20
• 2.2.1 日照小時(shí)數(shù)據(jù)18
• 2.2.2 峰值日照小時(shí)數(shù)據(jù)18-20
• 2.3 太陽(yáng)輻射量計(jì)算20-22
• 2.4 太陽(yáng)電池陣列的安裝方向及傾角估算22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 光伏自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24-34
• 3.1 自動(dòng)跟蹤的基本原理24
• 3.2 自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)24-27
• 3.2.1 自動(dòng)跟蹤整體設(shè)計(jì)方案24-25
• 3.2.2 傳感器光敏電阻的工作過(guò)程25-26
• 3.2.3 電源電路設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)27
• 3.3 自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)27-33
• 3.3.1 軟件設(shè)計(jì)整體方案27-28
• 3.3.2 單片機(jī)控制芯片介紹及編程語(yǔ)言的選擇28-29
• 3.3.3 跟蹤系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.4 數(shù)據(jù)采集﹑處理程序設(shè)計(jì)31
• 3.3.5 一階低通濾波程序設(shè)計(jì)31-32
• 3.3.6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 自動(dòng)跟蹤式與固定安裝式采樣光強(qiáng)比較33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 最大功率跟蹤控制器的設(shè)計(jì)34-51
• 4.1 太陽(yáng)能光伏電池的特性34-36
• 4.1.1 太陽(yáng)能光伏電池等效電路34-35
• 4.1.2 太陽(yáng)能光伏電池輸出特性35-36
• 4.2 最大功率跟蹤原理36-37
• 4.3 最大功率跟蹤方法37-40
• 4.3.1 幾種常用最大功率跟蹤控制方法的介紹37-39
• 4.3.2 控制器所采用的最大功率跟蹤控制方法及其流程圖39-40
• 4.4 最大功率跟蹤控制器硬件的設(shè)計(jì)40-45
• 4.4.1 主回路設(shè)計(jì)40-42
• 4.4.2 電源器件的選擇42-43
• 4.4.3 采樣信號(hào)放大器件選擇43
• 4.4.4 驅(qū)動(dòng)器件選擇43-45
• 4.4.5 隔離器件選擇45
• 4.5 最大功率跟蹤控制器軟件的設(shè)計(jì)45-47
• 4.5.1 控制芯片及編程語(yǔ)言的選擇45
• 4.5.2 電壓基準(zhǔn)及系統(tǒng)時(shí)鐘選擇45-46
• 4.5.3 端口設(shè)置46
• 4.5.4 ADC 采樣設(shè)置46
• 4.5.5 脈沖PWM 的產(chǎn)生46
• 4.5.6 中斷源的設(shè)置46-47
• 4.6 控制器保護(hù)功能47-49
• 4.6.1 防反充保護(hù)47
• 4.6.2 鉛酸蓄電池的充放電特性47-48
• 4.6.3 鉛酸蓄電池過(guò)充﹑過(guò)放保護(hù)設(shè)計(jì)48-49
• 4.7 控制器實(shí)驗(yàn)波形及結(jié)果分析49-50
• 4.8 本章小結(jié)50-51
• 第五章 結(jié)論與展望51-52
• 5.1 本文結(jié)論51
• 5.2 未來(lái)展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-54
• 致謝54-55
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文55

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