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【摘要】隨著環(huán)境污染和能源消耗的雙重壓力下，可再生能源受到世界各地的青睞。太陽(yáng)能憑借自身可再生性、天然環(huán)保、永不衰竭和利用價(jià)值高的優(yōu)點(diǎn)，成為了廣泛使用的新型能源。光伏發(fā)電作為太陽(yáng)能利用的主要形式，已經(jīng)成為了研究的核心，但是太陽(yáng)能電池的輸出特性受到外界環(huán)境影響，光照與溫度的變化都會(huì)導(dǎo)致其輸出特性發(fā)生不同變化。因此，為了充分利用電池的發(fā)電潛能，提高轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約資源等，必須對(duì)其進(jìn)行最大功率工作點(diǎn)跟蹤控制?，F(xiàn)有的MPPT技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，本課題從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究： 首先，分析太陽(yáng)能電池的工作原理，并對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行分類，通過(guò)MATLAB仿真軟件，建立太陽(yáng)能電池的等效模型，模擬太陽(yáng)能電池在不同光照、溫度等外界影響下的I-V曲線和P-V曲線，分析太陽(yáng)能電池的輸出特性。 其次，分析了MPPT的工作原理、MPPT算法以及對(duì)三種實(shí)用算法的優(yōu)缺點(diǎn)比較，基于等效模型和MPPT算法，建立兩種仿真MPPT電路模型，選擇恒電壓控制法實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。 最后，介紹太陽(yáng)能MPPT系統(tǒng)的整體框架，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤控制。通過(guò)與恒電壓控制法仿真模型結(jié)果對(duì)比，證明該系統(tǒng)可以有效的提高光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率。
【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電；恒電壓控制法；最大功率點(diǎn)跟蹤
目錄 摘要 Abstract 第1章 緒論-1 1.1研究背景和意義-1 1.1.1能源危機(jī)與環(huán)境污染-1 1.1.2太陽(yáng)能的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)-2 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀-3 1.3本文研究的重難點(diǎn)-4 第2章 太陽(yáng)能電池-5 2.1太陽(yáng)能電池的分類-5 2.2太陽(yáng)能電池工作原理-6 2.3太陽(yáng)能電池的等效電路-7 2.4太陽(yáng)能電池輸出特性-8 2.4.1太陽(yáng)能電池的仿真模型-8 2.4.2太陽(yáng)能電池的輸出特性曲線-9 第3章 MPPT技術(shù)-12 3.1MPPT工作原理-12 3.2MPPT算法-12 3.2.1恒電壓控制法-13 3.2.2擾動(dòng)觀測(cè)法-13 3.2.3電導(dǎo)增量法-15 3.3MPPT算法比較-17 第4章 MPPT仿真研究-17 4.1恒電壓控制法的仿真研究-18 4.2擾動(dòng)觀測(cè)法的仿真研究-20 4.3 兩種仿真結(jié)果分析與比較-21 第5章 MPPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)-22 5.1太陽(yáng)能MPPT系統(tǒng)-22 5.2 太陽(yáng)能控制器硬件設(shè)計(jì)-23 5.2.1單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)-23 5.2.2DC-DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)-23 5.2.3電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)-24 5.2.4液晶屏電路設(shè)計(jì)-24 5.2.5充電電路設(shè)計(jì)-25 5.2.6MPPT控制電路設(shè)計(jì)-26 第6章 系統(tǒng)調(diào)試-27 6.1數(shù)據(jù)測(cè)試-27 6.2 數(shù)據(jù)分析-28 總 結(jié)-30 參考文獻(xiàn)-31 致 謝-33 附錄1硬件電路圖-34 附錄2元件清單-35 |
