利用物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù),是解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)管理和智能化控制的重要方法,為構(gòu)建區(qū)域化、低成本與當(dāng)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形態(tài),及促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。本文在“大田環(huán)境信息及作物'四情'信息采集與系統(tǒng)分析研究和示范應(yīng)用”項(xiàng)目的基礎(chǔ)上主要研究大田“四情”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中獨(dú)立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題。由于項(xiàng)目要求對(duì)田間作物的苗情、墑情、災(zāi)情、病蟲(chóng)草情進(jìn)行即時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),就要在田間架設(shè)攝像頭,根據(jù)實(shí)際情況,則要利用獨(dú)立太陽(yáng)能供電系統(tǒng)為其提供電能,本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面。首先研究了太陽(yáng)能電池的原理,在其基礎(chǔ)上分析了太陽(yáng)能電池的伏安特性和功率特性,總結(jié)了環(huán)境因素對(duì)其輸出的具體影響,而且使用Simulink對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行了仿真。其次對(duì)常用的三種最大功率點(diǎn)跟蹤的算法進(jìn)行了研究和仿真,總結(jié)了各自的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種混合型的最大功率跟蹤算法,利用Matlab/Simulink對(duì)該算法進(jìn)行了仿真,并與其他算法比較了其優(yōu)越性。最后對(duì)大田“四情”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中太陽(yáng)能供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的原理的分析,確定了各個(gè)模塊的參數(shù),搭建了實(shí)際的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并且利用ZigBee模塊對(duì)獨(dú)立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣與監(jiān)測(cè)。
【學(xué)位單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM914.4
【部分圖文】：

界太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和商業(yè)化的前列，但是目前太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率存在不穩(wěn)定的問(wèn)題。第二，太陽(yáng)能發(fā)不穩(wěn)定造成發(fā)電效率不高，所以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)用則需要更投入的成本約為傳統(tǒng)的火電或水電的６－２０倍，所以限制是前期大量的成本投入。第三，太陽(yáng)能發(fā)電存在運(yùn)行效率聚集在太陽(yáng)能電池板上，阻擋了部分陽(yáng)光的入射，會(huì)使太ｃｉｋ和丨ｂｒａｈｉｍＤｉｎｃｅｒ等人通過(guò)太陽(yáng)能電池模型，對(duì)其效率的電池存儲(chǔ)效率有較大差別Ｍ。全世界光伏技術(shù)迅猛發(fā)展，價(jià)格不斷降低，壽命逐漸增長(zhǎng)，硅材料消耗降低，大型光發(fā)電原理??是利用了光生伏特原理，當(dāng)太陽(yáng)輻射到某個(gè)物體上，物體而生成內(nèi)部電壓和電流的一種特殊效應(yīng)［１１］。??ｈｖ??

體多帶自由電子，所以電子會(huì)擴(kuò)散到Ｐ型半導(dǎo)體中，空穴會(huì)擴(kuò)散到Ｎ型半導(dǎo)體中，等達(dá)到平衡后，??就會(huì)形成這個(gè)特殊的薄層稱(chēng)為ＰＮ結(jié)，Ｐ型一側(cè)帶負(fù)電，Ｎ型一側(cè)帶正電。??如圖１－１所示，當(dāng)太陽(yáng)福射在ＰＮ結(jié)上時(shí)，大量光子的注入就會(huì)激發(fā)出許多電子和空穴對(duì)，??并ＰＮ結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下，電子會(huì)跑到Ｎ型區(qū)，空穴會(huì)跑到Ｐ型區(qū)，經(jīng)過(guò)積累Ｎ型區(qū)會(huì)存在許多??的電子，Ｐ型區(qū)則存在許多空穴，就會(huì)在ＰＮ結(jié)的旁邊形成光生電場(chǎng)，該電場(chǎng)與原來(lái)的內(nèi)電場(chǎng)方??向相反。光生電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)會(huì)抵消一部分電場(chǎng)力，其余的使得Ｐ型區(qū)帶有正電荷，Ｎ型區(qū)帶有負(fù)??電荷，這就是上述的光生伏特效應(yīng)。其產(chǎn)生的光生載流子在內(nèi)電場(chǎng)力的作用下，就會(huì)穿過(guò)反向勢(shì)??壘，從而產(chǎn)生光電流，若使該電流經(jīng)過(guò)外部電路，這樣就會(huì)輸出一定的功率ｈ２］。??Ｉ?？?２ｃｍ?＜?ｊ??ｉｏ?Ｉ?ｊ????????ｊ?ｔｃｍ??。５．?／?＜．．．．．．ｒ—７＿?＾?＾?，??Ｊ?０?＇ｍｍ????????－ｉ．Ｏ?－?０５?０?０?５?１?０?Ｕｒ?Ａ７??？＊？??圖１－２?ＰＮ結(jié)的伏安特性曲線(xiàn)?圖１－３太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu)??太陽(yáng)電池發(fā)電過(guò)程可以總結(jié)為四個(gè)方面：１、使太陽(yáng)光能夠輻射到太陽(yáng)電池板的表面上；２、??具有能量的光子能夠使太陽(yáng)能電池板激發(fā)出光生載流子；３、這些光生載流子在ＰＮ結(jié)內(nèi)電場(chǎng)電場(chǎng)??力的作用下產(chǎn)生光生電壓；４、將導(dǎo)線(xiàn)從太陽(yáng)能電池ＰＮ結(jié)的兩側(cè)引出，然后接上負(fù)載，就會(huì)輸出??功率［１３］Ｍ。太陽(yáng)電池發(fā)電的原理圖如圖１－１所示

體多帶自由電子，所以電子會(huì)擴(kuò)散到Ｐ型半導(dǎo)體中，空穴會(huì)擴(kuò)散到Ｎ型半導(dǎo)體中，等達(dá)到平衡后，??就會(huì)形成這個(gè)特殊的薄層稱(chēng)為ＰＮ結(jié)，Ｐ型一側(cè)帶負(fù)電，Ｎ型一側(cè)帶正電。??如圖１－１所示，當(dāng)太陽(yáng)福射在ＰＮ結(jié)上時(shí)，大量光子的注入就會(huì)激發(fā)出許多電子和空穴對(duì)，??并ＰＮ結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下，電子會(huì)跑到Ｎ型區(qū)，空穴會(huì)跑到Ｐ型區(qū)，經(jīng)過(guò)積累Ｎ型區(qū)會(huì)存在許多??的電子，Ｐ型區(qū)則存在許多空穴，就會(huì)在ＰＮ結(jié)的旁邊形成光生電場(chǎng)，該電場(chǎng)與原來(lái)的內(nèi)電場(chǎng)方??向相反。光生電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)會(huì)抵消一部分電場(chǎng)力，其余的使得Ｐ型區(qū)帶有正電荷，Ｎ型區(qū)帶有負(fù)??電荷，這就是上述的光生伏特效應(yīng)。其產(chǎn)生的光生載流子在內(nèi)電場(chǎng)力的作用下，就會(huì)穿過(guò)反向勢(shì)??壘，從而產(chǎn)生光電流，若使該電流經(jīng)過(guò)外部電路，這樣就會(huì)輸出一定的功率ｈ２］。??Ｉ?？?２ｃｍ?＜?ｊ??ｉｏ?Ｉ?ｊ????????ｊ?ｔｃｍ??。５．?／?＜．．．．．．ｒ—７＿?＾?＾?，??Ｊ?０?＇ｍｍ????????－ｉ．Ｏ?－?０５?０?０?５?１?０?Ｕｒ?Ａ７??？＊？??圖１－２?ＰＮ結(jié)的伏安特性曲線(xiàn)?圖１－３太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu)??太陽(yáng)電池發(fā)電過(guò)程可以總結(jié)為四個(gè)方面：１、使太陽(yáng)光能夠輻射到太陽(yáng)電池板的表面上；２、??具有能量的光子能夠使太陽(yáng)能電池板激發(fā)出光生載流子；３、這些光生載流子在ＰＮ結(jié)內(nèi)電場(chǎng)電場(chǎng)??力的作用下產(chǎn)生光生電壓；４、將導(dǎo)線(xiàn)從太陽(yáng)能電池ＰＮ結(jié)的兩側(cè)引出，然后接上負(fù)載，就會(huì)輸出??功率［１３］Ｍ。太陽(yáng)電池發(fā)電的原理圖如圖１－１所示
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2886413