光伏發(fā)電效率檢測及跟蹤系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】：隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)等問題的日益嚴(yán)峻,人們把焦點(diǎn)放在再生潔凈能源的開發(fā)和利用上。太陽能極其清潔,無污染,取不完,用不盡,得到各國的青睞。盡管光伏發(fā)電技術(shù)已日漸成熟,但光伏發(fā)電成本較高、效率偏低等問題依然存在。本文針對提高光伏發(fā)電效率開展研究。 首先根據(jù)光伏電池的等效電路,在Simulink中搭建仿真模型,研究溫度和光強(qiáng)對光伏電池輸出特性的影響。為使光伏電池在溫度和光強(qiáng)變化時(shí)能很快跟蹤到最大功率點(diǎn),提高光伏能量的轉(zhuǎn)換效率,對常見的MPPT方法的原理進(jìn)行比較并建立仿真模型。在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的MPPT方法,與常規(guī)MPPT法進(jìn)行比較,結(jié)果表明改進(jìn)后的控制算法跟蹤精度較高,穩(wěn)定性較好。 光伏組件的發(fā)電能力與其安裝的朝向有關(guān),合理選擇傾角和方位角能提高光伏組件的發(fā)電效率。為此,本文設(shè)計(jì)并研制出一套光伏發(fā)電效率檢測系統(tǒng),使用MFC開發(fā)工具設(shè)計(jì)軟件監(jiān)控界面。該系統(tǒng)由12塊光伏組件組成,采用電容充放電法,對光伏組件的伏安特性進(jìn)行掃描并尋找到該時(shí)刻最大功率點(diǎn),定時(shí)采集光伏組件最大功率點(diǎn)電壓、電流、功率等數(shù)據(jù),并根據(jù)上位機(jī)的指令傳送數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)庫。對數(shù)據(jù)庫中保存的近一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,比較光伏組件的實(shí)時(shí)發(fā)電功率、日總發(fā)電量和月總發(fā)電量,給出南寧地區(qū)光伏陣列最佳的安裝傾角和方位角建議。 本課題還進(jìn)行了太陽能雙軸跟蹤系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),系統(tǒng)硬件主要由芯片電源、光電傳感器、風(fēng)速傳感和限位開關(guān)、電機(jī)驅(qū)動電路組成；軟件主要包括主程序、系統(tǒng)初始化、光電跟蹤子程序等部分。利用太陽能雙軸跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行南寧地區(qū)光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn),得到有關(guān)的數(shù)據(jù)并與固定式光伏系統(tǒng)(正南22°傾角)進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的雙軸跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電效率比固定式系統(tǒng)提高了近35%,對實(shí)際工程應(yīng)用有一定的參考價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電效率 MPPT 數(shù)據(jù)庫 方位角 傾角 雙軸跟蹤
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 最佳傾角的研究現(xiàn)狀與意義12-15
• 1.2.1 國外研究動態(tài)12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究動態(tài)13-14
• 1.2.3 最佳傾角的研究意義14-15
• 1.3 光伏跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀與意義15-16
• 1.3.1 跟蹤技術(shù)的國內(nèi)外研究15-16
• 1.3.2 跟蹤技術(shù)的研究意義16
• 1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 光伏發(fā)電與最大功率跟蹤技術(shù)19-38
• 2.1 用于計(jì)算傾面太陽輻射量的模型19-21
• 2.1.1 傾斜面接收的直接輻射19-20
• 2.1.2 傾斜面接收的散射輻射20
• 2.1.3 傾斜面接收的反射輻射20-21
• 2.2 光伏電池的建模仿真與特性研究21-26
• 2.2.1 光伏電池的等效電路模型21-23
• 2.2.2 光伏電池Simulink仿真23-26
• 2.3 光伏跟蹤技術(shù)26-27
• 2.3.1 視日運(yùn)動跟蹤方式26
• 2.3.2 光電跟蹤方式26-27
• 2.4 最大功率點(diǎn)檢測27-29
• 2.4.1 可變電阻法27-28
• 2.4.2 電子負(fù)載法28
• 2.4.3 電容充放電法28-29
• 2.5 最大功率跟蹤技術(shù)29-37
• 2.5.1 恒定電壓法(CVT)及仿真30-33
• 2.5.2 電導(dǎo)增量法(IncCond)及仿真33-35
• 2.5.3 改進(jìn)的變步長擾動觀察法及仿真35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 光伏發(fā)電效率檢測系統(tǒng)38-57
• 3.1 PV效率檢測系統(tǒng)介紹38-39
• 3.2 檢測系統(tǒng)的采樣原理39-40
• 3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)40-41
• 3.3.1 光伏組件朝向設(shè)計(jì)40-41
• 3.3.2 電路板設(shè)計(jì)41
• 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41-47
• 3.4.1 PC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-43
• 3.4.2 PC監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)43-45
• 3.4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)45-47
• 3.5 效率檢測實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析47-56
• 3.5.1 光伏組件伏安特性測試結(jié)果48-49
• 3.5.2 效率檢測系統(tǒng)實(shí)測結(jié)果49-53
• 3.5.3 光伏組件日總發(fā)電量與日總輻射量分析53-55
• 3.5.4 不同方位角、傾角光伏組件月總發(fā)電量比較55-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 太陽能雙軸跟蹤系統(tǒng)57-73
• 4.1 跟蹤系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)57-58
• 4.2 雙軸跟蹤系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)58-62
• 4.2.1 TMS320F28335概述58
• 4.2.2 芯片電源設(shè)計(jì)58-60
• 4.2.3 光電傳感設(shè)計(jì)60-61
• 4.2.4 風(fēng)速及角度電路設(shè)計(jì)61-62
• 4.4.5 電機(jī)驅(qū)動電路62
• 4.3 雙軸跟蹤系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)62-66
• 4.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境說明62-63
• 4.3.2 基于DSP的主程序流程圖63-64
• 4.3.3 基于DSP的控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)64-66
• 4.4 雙軸跟蹤實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析66-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 總結(jié)73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況79

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日本用復(fù)合發(fā)電技術(shù)提高發(fā)電效率    

日本開發(fā)新的復(fù)合發(fā)電技術(shù)提高發(fā)電效率    

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