獨(dú)立光伏發(fā)電的自動跟蹤系統(tǒng)

【摘要】：以常規(guī)能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)隨著資源的不斷耗用將愈來愈不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要,加速開發(fā)利用以太陽能為主體的可再生能源已成為人們的共識。光伏發(fā)電系統(tǒng)可以直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為高品位能源——電能。但是光伏發(fā)電的成本太高成為制約太陽能利用的瓶頸,針對此問題,本課題根據(jù)光伏電池的工作特性,設(shè)計(jì)了獨(dú)立光伏發(fā)電的自動跟蹤系統(tǒng),主要內(nèi)容如下: 1.介紹了目前國內(nèi)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展前景,并對光伏發(fā)電的特點(diǎn)和光伏發(fā)電的主要結(jié)構(gòu)組成作了簡單介紹,明確了本課題要研究的內(nèi)容。 2.單體光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心,很大程度上它決定著系統(tǒng)裝置的造價。所以為了在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上最大發(fā)揮光伏電池的潛力,本文以光伏發(fā)電利用為出發(fā)點(diǎn),研究了光伏電池的基本發(fā)電原理和輸出特性,重點(diǎn)研究了光伏電池的輸出特性和其影響因素,提出了提高光伏電池效率的可行的途徑。 3.由于光伏電池的轉(zhuǎn)換率有隨光照強(qiáng)度增大而增大的特性,所以本文采用了CPC聚光器來增強(qiáng)太陽輻射。CPC聚光器是一種非成像低聚焦的聚光器,它南北方向不需要跟蹤太陽光,僅要求在東西方向上跟蹤太陽,大大減少了跟蹤系統(tǒng)的復(fù)雜性。光伏電池的實(shí)際轉(zhuǎn)換率由10%左右提高到30%。 4.由于太陽在天空中的位置是不斷變化的,為此本文采用了自動跟蹤系統(tǒng),通過由單片機(jī)ADμC812、驅(qū)動芯片UC3717和步進(jìn)電機(jī)組成的驅(qū)動系統(tǒng)使聚光器始終朝向太陽。在天黑后,能夠使電池板重新朝向東方,實(shí)現(xiàn)日循環(huán)運(yùn)行。本文通過光敏電阻來判斷太陽的位置,單片機(jī)發(fā)出脈沖控制使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動或停止,停止時產(chǎn)生鎖定波形防止電機(jī)偏轉(zhuǎn)。 5.光伏電池輸出特性是非線性的,存在輸出最大功率跟蹤問題。本文研究了最大功率點(diǎn)跟蹤方法,并提出了改進(jìn)方法。為使光伏電池工作于最大輸出功率點(diǎn)上,獲得高效功率輸出,采用DC/DC轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤。功率變換電路采用新型軟開關(guān)技術(shù):零電壓轉(zhuǎn)換(Zero Voltage Transition—ZVT)技術(shù),提高了系統(tǒng)的效率和動態(tài)性能。用PSIM仿真軟件對其進(jìn)行了仿真。 6.鉛酸蓄電池也是光伏系統(tǒng)中的重要部分,為了使鉛酸蓄電池能夠更好的與光伏系統(tǒng)相結(jié)合,在光伏發(fā)電充放電系統(tǒng)中引入動態(tài)功率跟蹤匹配法。通過動態(tài)地決定參與充放電的蓄電池?cái)?shù)量來維護(hù)蓄電池,并最大程度地利用光伏電池所發(fā)出的電能。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池 CPC聚光器 最大功率跟蹤 蓄電池
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論太陽能光伏發(fā)電概述10-14
• 1．1 開發(fā)新能源的迫切需要10
• 1．2 光伏發(fā)電的特點(diǎn)10-11
• 1．3 光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景11-12
• 1．4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡單介紹12-13
• 1．5 本課題研究目的及所做的工作13-14
• 第二章 光伏電池的研究與分析14-22
• 2．1 光伏電池的原理14-16
• 2．1．1 光伏電池的光伏效應(yīng)14-15
• 2．1．2 光伏電池的物理模型15-16
• 2．2 光伏電池的輸出特性及其影響因素16-20
• 2．2．1 光伏電池的 I-V和 P-V特性曲線16-17
• 2．2．2 光伏電池的主要參數(shù)17-18
• 2．2．3 太陽的光照強(qiáng)度對光伏電池轉(zhuǎn)換效率的影響18-19
• 2．2．4 溫度對光伏電池輸出特性的影響19-20
• 2．3 本系統(tǒng)所采用的光伏電池20-22
• 第三章 光伏發(fā)電系統(tǒng)中聚光器的研究與設(shè)計(jì)22-28
• 3．1 聚光器的選擇22-23
• 3．2 CPC聚光器的原理與設(shè)計(jì)23-25
• 3．2．1 CPC聚光器的原理23-24
• 3．2．2 CPC聚光器的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)24-25
• 3．3 CPC聚光器的簡單實(shí)驗(yàn)與使用25-28
• 3．3．1 CPC聚光實(shí)驗(yàn)25-26
• 3．3．2 聚光器的使用26-28
• 第四章 自動跟蹤系統(tǒng)28-44
• 4．1 引言28
• 4．2 自動跟蹤系統(tǒng)的工作原理28-29
• 4．3 傳感器光敏二極管的工作過程29-31
• 4．4 步進(jìn)電機(jī)及其特性31-33
• 4．4．1 步進(jìn)電機(jī)概述31-32
• 4．4．2 步進(jìn)電機(jī)的主要特性32-33
• 4．5 纂于單片機(jī) ADμC812控制的驅(qū)動電路33-39
• 4．5．1 UC3717馬區(qū)動電路33-35
• 4．5．2 74LS194邏輯電路35-36
• 4．5．3 單片機(jī) ADμC812介紹36-38
• 4．5．4 步進(jìn)電機(jī)靜止時的鎖定38-39
• 4．6 自動跟蹤的控制電路39-41
• 4．7 軟件流程41
• 4．8 自動跟蹤系統(tǒng)的試驗(yàn)41-44
• 第五章 光伏電池最大功率點(diǎn)的跟蹤44-62
• 5．1 最大功率點(diǎn)跟蹤及其實(shí)現(xiàn)目標(biāo)44
• 5．2 常用最大功率點(diǎn)跟蹤方法比較44-47
• 5．2．1 電壓反饋法44-45
• 5．2．2 擾動法45-46
• 5．2．3 電導(dǎo)增量法46-47
• 5．3 最大功率點(diǎn)跟蹤電路設(shè)計(jì)47-62
• 5．3．1 控制方法——斷續(xù)擾動法47-50
• 5．3．2 控制方法的實(shí)現(xiàn)50-57
• 5．3．3 仿真結(jié)果57-62
• 第六章 蓄電池62-72
• 6．1 蓄電池的一般特性62-65
• 6．1．1 蓄電池的主要特性參數(shù)62-63
• 6．1．2 蓄電池的充放電特性63-65
• 6．2 蓄電池的運(yùn)行方式65-66
• 6．3 蓄電池的充放電控制系統(tǒng)66-72
• 6．3．1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方案66-69
• 6．3．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果69-72
• 第七章 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 致謝76-77
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表77

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非晶硅薄膜太陽能電池特性研究    王振文;付朝雪;吳國盛;劉淑平;

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計(jì)及感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性分析    田華

太陽能電池特性研究及獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)    付朝雪

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UC3875移相諧振控制芯片原理及應(yīng)用    劉革莉;王慶軍;金新民;

21世紀(jì)太陽能發(fā)電的展望    楊金煥,陳中華

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

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太陽能在我國的應(yīng)用及發(fā)展前景    張冬潔,王志遠(yuǎn),劉勝利

太陽能發(fā)電的進(jìn)展及建議    楊金煥

80C196單片機(jī)全自動跟蹤太陽發(fā)電設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)    劉福才,劉新田

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移相控制軟切換PWM開關(guān)電源設(shè)計(jì)    解凌云,丁然

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一種野外使用的電子引信感應(yīng)裝定器設(shè)計(jì)    魏維偉,李杰

基于虛擬儀器轉(zhuǎn)動平臺自動化控制系統(tǒng)    韓同彬;劉潔瑜;汪立新;秦偉偉;

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一種高性能兩相步進(jìn)電動機(jī)細(xì)分驅(qū)動器的設(shè)計(jì)    張秦嶺;李艷明;郭宏;

一種新型的煤礦井下礦燈充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    周躍進(jìn);汪云甲;夏雯;

風(fēng)光互補(bǔ)新能源發(fā)電技術(shù)研究綜述    王育欣;

丘陵山區(qū)太陽能利用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢    王海軍;祝詩平;

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水下機(jī)器人舵機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    呂新昱

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疊圖機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)    張鐵鋒

嵌入式智能打標(biāo)機(jī)    蓋光江

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我國和世界光伏發(fā)電技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場發(fā)展情況比較    時璟麗;

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國內(nèi)外光伏發(fā)電的新進(jìn)展    昌金銘;

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太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

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單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

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大規(guī)模風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性研究    關(guān)宏亮

戶用光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究    談金軍

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微電網(wǎng)逆變電源控制策略的研究    張文波

基于合作目標(biāo)的單目視覺位姿跟蹤技術(shù)研究    于長安

基于SPWM技術(shù)的獨(dú)立逆變電源設(shè)計(jì)    宋淑蘋

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研究與設(shè)計(jì)    齊樂

風(fēng)/光互補(bǔ)混合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)    李爽

基于87C196CB雙微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的研究與開發(fā)    焦尚彬

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一種基于Atmega16智能太陽能充電器的設(shè)計(jì)方案    王超;張映紅;

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基于ZigBee的分布式樓宇光伏電站群控系統(tǒng)設(shè)計(jì)    姚仲敏;柳希廣;

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三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊滔

面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的微型光伏電源系統(tǒng)研究    韓蕾

基于智能充電芯片的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    陸璐

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

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法研究及實(shí)現(xiàn)    黃克亞

基于交流母線的光伏逆變器研究    李富國

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的無功檢測與補(bǔ)償技術(shù)研究    王周龍

功率電感磁飽和電流測試電路的研究    滑莎

基于MPPT技術(shù)的光伏充電控制器研究    鄧仙玉

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的模糊PID控制研究    連瑞娜

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600W光伏逆變器的研究    陳毅光

液壓電梯的單片機(jī)控制系統(tǒng)    劉福才;杜崇杰;路正午;

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的太陽能——太陽能評價    南映景

太陽能——城市與建筑可持續(xù)發(fā)展的能量之源(一)    韓林飛

θ_(max)較大時CPC裝置的性質(zhì)研究    雷桂林

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FPV-CPC集熱器光學(xué)性能    陳洪亮,鄭振宏,吳文

一種擾動觀察法在光伏發(fā)電MPPT中的應(yīng)用    劉莉;張彥敏;

基于DSP的光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)    孔曉麗;陳顯峰;續(xù)艷鑫;

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上市公司圍攻太陽能電池關(guān)鍵技術(shù)    本報(bào)記者　 魯長波 施俊

讓太陽能發(fā)電價格降到1元/度    劉婷婷 趙關(guān)良

江蘇無錫尚德光伏電池規(guī)?；a(chǎn)成為國際新標(biāo)桿    戚善成

阿旗兩個新能源項(xiàng)目同日開工    記者 陳明　田鵬程

基于硅納米線陣列的有機(jī)/無機(jī)雜化光伏電池的制備及性能表征研究    申小娟

分布式風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究    劉立群

三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略    劉飛

多酸/ZnO光伏電池的構(gòu)建和性能研究    羅新澤

無線傳感器節(jié)點(diǎn)能量管理系統(tǒng)的研究    趙清華

小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制和能量預(yù)測技術(shù)研究    姚傳安

丙二腈取代烷基喹吖啶酮化合物的合成、結(jié)構(gòu)與光伏特性研究    周天雷

光伏電池表面微結(jié)構(gòu)制備及其抗反射性能研究    張偉

熱管式光伏光熱綜合利用系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究    符慧德

光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制的研究    汪海寧

獨(dú)立光伏發(fā)電的自動跟蹤系統(tǒng)    劉莫塵

智能型多用途太陽能供電系統(tǒng)    閆妍

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤的研究    劉健

基于超級電容器儲能的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    張瑞寧

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制方法的研究    楊建菲

基于模糊控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術(shù)研究    虞正琦

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)    陳雷

雙電源太陽能路燈系統(tǒng)的研究    司傳濤

金屬/氧化物多層膜及新型光伏材料的研究    張力

含燃料、光伏電池的微網(wǎng)建模及控制研究    李鵬程