獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)研制

【摘要】： 太陽能儲量巨大,分布廣泛,可再生,不污染環(huán)境,是化石能源的主要替代之一,因此開發(fā)利用太陽能具有重大的戰(zhàn)略意義。目前光伏發(fā)電已經(jīng)成為人類利用太陽能的最主要方式之一,但成本較高,在發(fā)展中國家的發(fā)展尤其緩慢。本文設(shè)計的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)控制簡單、成本低、效率高、可靠性高、易于實(shí)現(xiàn)。 本文首先介紹了太陽能電池與鉛酸蓄電池的工作原理,設(shè)計了一種合理的鉛酸蓄電池充電電路,提高了鉛酸蓄電池使用壽命。推挽升壓變換環(huán)節(jié)采用了電壓閉環(huán)控制,將低壓直流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的高壓直流電,使逆變環(huán)節(jié)的控制簡單化。同時高頻技術(shù)讓高頻變壓器取代了工頻變壓器,不但降低了成本而且減小了體積。為了提高效率且不影響輸出純正弦波的質(zhì)量,本逆變器以單片機(jī)ATmega16L為控制核心,采用改進(jìn)型SPWM控制技術(shù),減小了IGBT開關(guān)次數(shù),從而減小了開關(guān)損耗,效率自然就提高了。同時具有過壓、欠壓、過流和過熱保護(hù),確保逆變電源系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。 由于太陽在天空中的位置是不斷變化的,本人設(shè)計了太陽自動跟蹤系統(tǒng)。光敏二極管用來判斷太陽的位置,單片機(jī)ATmega8L通過L297和L298芯片組成的驅(qū)動器來控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動與停止,從而使太陽能電池板始終朝向太陽。這樣,太陽能電池接收到的光輻射量增加,發(fā)電量也相應(yīng)提高。 最后,系統(tǒng)性能測試的結(jié)果表明,逆變器輸出正弦波諧波含量少,輸出功率可達(dá)到1kW,效率在85%以上。太陽自動跟蹤系統(tǒng)的跟蹤誤差在±8°范圍之內(nèi)。 可見,本文設(shè)計的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是可行的。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 逆變器 改進(jìn)型正弦脈沖寬度調(diào)制 自動跟蹤
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 開發(fā)太陽能的意義10
• 1.2 光伏發(fā)電的特點(diǎn)10-11
• 1.3 國內(nèi)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景11-12
• 1.3.1 國外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景11-12
• 1.3.2 國內(nèi)光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景12
• 1.4 本課題主要研究的內(nèi)容12-14
• 第2章 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成14-24
• 2.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)14
• 2.2 太陽能電池及其特性14-18
• 2.2.1 太陽能電池的工作原理14-16
• 2.2.2 太陽能電池的等效電路16-17
• 2.2.3 太陽能電池伏安特性曲線17-18
• 2.2.4 太陽能電池陣列18
• 2.3 蓄電池工作原理及充電方法18-20
• 2.3.1 鉛酸蓄電池工作原理19
• 2.3.2 鉛酸蓄電池充電方法19-20
• 2.4 充電器的設(shè)計20-24
• 2.4.1 芯片UC3906內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)20-21
• 2.4.2 充電電路設(shè)計21-24
• 第3章 直流升壓電路設(shè)計24-35
• 3.1 直流升壓拓樸結(jié)構(gòu)24-25
• 3.2 推挽式升壓變換電路設(shè)計25-30
• 3.2.1 推挽變換主電路設(shè)計及原理25-28
• 3.2.2 控制電路設(shè)計28-29
• 3.2.3 MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計29-30
• 3.3 高頻變壓器設(shè)計30-35
• 3.3.1 磁性材料及設(shè)計要求30-31
• 3.3.2 磁芯型號的確定31-32
• 3.3.3 繞組的計算32-34
• 3.3.4 元器件的選擇34-35
• 第4章 逆變電路設(shè)計35-52
• 4.1 PWM脈寬調(diào)制技術(shù)35-39
• 4.1.1 SPWM調(diào)制技術(shù)36-38
• 4.1.2 改進(jìn)型SPWM調(diào)制技術(shù)38-39
• 4.2 硬件電路設(shè)計39-46
• 4.2.1 電源電路39
• 4.2.2 逆變器主電路39-40
• 4.2.3 IGBT驅(qū)動電路40-42
• 4.2.4 輸出濾波器設(shè)計42-43
• 4.2.5 輸出電壓電流檢測電路設(shè)計43-44
• 4.2.6 溫度保護(hù)電路設(shè)計44-45
• 4.2.7 報警電路設(shè)計45-46
• 4.3 軟件設(shè)計46-52
• 4.3.1 ATmega16單片機(jī)簡介46
• 4.3.2 改進(jìn)型SPWM脈沖產(chǎn)生方法46-49
• 4.3.3 軟件流程圖49-52
• 第5章 太陽自動跟蹤系統(tǒng)52-59
• 5.1 自動跟蹤系統(tǒng)工作原理52-53
• 5.2 傳感器53-54
• 5.3 步進(jìn)電機(jī)54-57
• 5.3.1 步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)54-55
• 5.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路55-57
• 5.4 軟件設(shè)計57-59
• 第6章 系統(tǒng)性能測試59-62
• 6.1 逆變電源系統(tǒng)測試59-61
• 6.1.1 MSPWM波形59-60
• 6.1.2 輸出電壓波形60
• 6.1.3 功率與效率測試60-61
• 6.2 太陽自動跟蹤系統(tǒng)測試61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄 A 部分程序66-67
• 附錄 B 實(shí)物圖67-68
• 致謝68-69
• 研究生履歷69

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太陽能光伏發(fā)電自動跟蹤系統(tǒng)    郭忠文;

太陽自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計    尤金正;鄒麗新;周同;王海燕;杜偉巍;

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肥城市泥廠兩項科研成果通過鑒定    王前政;

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出鐵場水沖渣自動跟蹤系統(tǒng)    程線;林鷹;鄧仁明;

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光伏發(fā)電自動向日跟蹤系統(tǒng)的開發(fā)    王斯成;陳子平;何增先;鮑道初;王貴錄;

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