【摘要】： 目前,能源已成為世界經(jīng)濟發(fā)展的關鍵問題,太陽能以其獨特的特點——可再生和無污染,倍受人們關注。太陽能的光伏利用在近期發(fā)展迅速,但系統(tǒng)效率低、成本高,仍然是制約光伏發(fā)電普及的一個主要因素。因此國內(nèi)外眾多學者均致力于有關提高光伏系統(tǒng)效率的研究,其中關于光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤以及蓄電池管理的研究是兩個重要內(nèi)容。 本文針對太陽電池的工作特性,通過對現(xiàn)有最大功率跟蹤控制方法進行分析比較,提出了一種新型自適應真正最大功率點跟蹤(TMPPT)控制算法——斷續(xù)擾動觀察法,將尋優(yōu)分為三個階段:在第一個階段初步找出接近最大功率點的一個工作點,第二階段在第一階段的基礎上向最大功率點進一步靠近,第三階段為系統(tǒng)找到一個理想接近最大功率點的工作點,理論上實現(xiàn)了光伏系統(tǒng)尋優(yōu)過程快速跟蹤性和高精度的要求。當系統(tǒng)找到工作點之后將停止擾動,繼續(xù)對系統(tǒng)進行監(jiān)測,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應性。 光伏系統(tǒng)中對蓄電池的管理也是一個關鍵部分,本文結合蓄電池的充、放電特性以及光伏系統(tǒng)的獨特性,制定了蓄電池的管理方案,采取了欠壓保護、過壓保護以及過壓保護點的溫度補償。其中欠壓保護采取滯環(huán)的方式,解決了蓄電池在欠壓保護點斷續(xù)供電的問題。 本文控制算法采用單片機C8051F040來完成,并設計生產(chǎn)了實驗設備。通過實驗證明本系統(tǒng)具有快速跟蹤的能力,并且具有良好的穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 2-1 單個光伏電池的模型和外觀Figure2-1 the model and appearance for individual photoelectric cell我們以 N+/P 型硅太陽電池來說明。這種電池的基體材料為 P 型單晶硅，厚度在 下，N 型層在上表面，即受光層，它和基體在交界處形成一個 P-N 結。在上表面狀金屬電極，可以提高轉(zhuǎn)換效率；另外，在受光面上覆有一層減反射膜，它是一層天藍色氧化硅膜，，可以減少入射太陽光的反射，使太陽電池對入射光的吸收率達到上。硅太陽電池的工作原理為：對于半導體材料而言，當其中的 P-N 結處于平衡狀候，在 P-N 結處會形成一個耗盡層，存在著由 N 區(qū)指向 P 區(qū)的勢壘電場。當每一光子的能量大于禁帶寬度（gE ），即整個入射太陽光的能量大于硅禁帶寬度的時光子照射入半導體內(nèi)，把電子從價帶激發(fā)到導帶，在價帶中留下一個空穴，產(chǎn)生了子-空穴對。因此，當能量大于禁帶寬度的光子進入電池的 N 區(qū)、空間電荷區(qū)和 ，會激發(fā)產(chǎn)生光生電子-空穴對。光生電子-空穴對在空間電荷區(qū)中產(chǎn)生后，立即被場分離，光生電子被推向 N 區(qū)，光生空穴被推向 P 區(qū)。在 N 區(qū)和 P 區(qū)中產(chǎn)生的光-空穴對會向 P-N 結交界面處擴散，當達到勢壘電場邊界時，立即受到勢壘電場的

它表明在某一確定的日照強度和溫度下太陽電池的輸出電流和輸出電壓之間的關系，簡稱 I-V 特性。從圖2-2 可以看出，該伏安特性曲線具有強烈的非線性，它既非恒壓源，也非恒流源，也不可能為負載提供任意大的功率，是一種非線性直流電源，其輸出電流在大部分工作電壓范圍內(nèi)近似恒定，在接近開路電壓時，電流下降率很大。圖 2-2 太陽電池的特性曲線Figure 2-2 characteristic curve of solar cell太陽電池的額定功率是在以下條件下定義的：當日照強度 S=10002W /m ，太陽電池溫度 T=25℃，大氣質(zhì)量 AM=1.5 時，太陽電池輸出的最大功率便定義為它的額定功率，它對應于圖中的 M 點。太陽電池額定功率的單位是“峰瓦”，記以“PW ”。曲線上的 M點表示在相應日照強度下太陽電池輸出最大功率的位置，稱“最大功率點（MPP）”。假定負載為純電阻負載，和特性曲線相交于 M 點
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TM910.6;TP368.12

【引證文獻】

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4 陳哲照;光伏發(fā)電控制技術仿真研究[D];西安理工大學;2008年

5 周文;PV-SOFC聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)建模及能量管理的研究[D];華中科技大學;2009年

本文編號：2619519