【正文】 對(duì)蓄電池充電。 太陽(yáng)能電池的容量的計(jì)算 太陽(yáng)能電池功率一般要是負(fù)載功率的 4倍以上，系統(tǒng)才能正常工作。 （ 3）非晶硅電池：非晶硅薄膜光伏電池制造方便，原材料及生產(chǎn)價(jià)格較低， 適于擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)，廣泛倍受人們的青睞并實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，光 電轉(zhuǎn)換率通常會(huì)超過(guò)百分之十四點(diǎn)五，不足之處在于其穩(wěn)定性不是很好。 （ 2）多晶硅電池：多晶硅薄膜光伏電池生產(chǎn)時(shí)所消耗的硅相比單晶硅要少很多，沒(méi)有效率衰退等問(wèn)題，不僅如此，其制造在廉價(jià)襯底材料上以成為可能。 當(dāng)前，廣泛應(yīng)用的光伏電池仍以硅材料的光伏電池為主，主要包括單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池等。 光伏電池在不同時(shí)間、不同區(qū)域、不同安裝條件下的輸出功率有所差異，即使是同一塊光伏電池，輸出功率也是隨機(jī)的。如果從內(nèi)部靜電場(chǎng)的兩端引出電極，然后帶動(dòng)恰當(dāng)?shù)呢?fù)載，便會(huì)產(chǎn)生電壓、電流。由單個(gè)單晶片形成的太陽(yáng)能電池為單體，由若干太陽(yáng)能電池單體組合而成的結(jié)構(gòu)為太陽(yáng)能模塊，而由若干太陽(yáng)能模塊組合的大型裝置被命名成太陽(yáng)能電池陣列。庫(kù)克變換器電路去除了降壓式、升壓式和升降壓式變換器的缺點(diǎn)，同時(shí)又兼?zhèn)淞松鲜鰩追N變換器的優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng) IGBT 元件 V 導(dǎo)通時(shí)， EuL? ；而當(dāng)它關(guān)斷時(shí)， 0uuL ?? ，可得： 0)( 0 ??? offon tUEt 因此，輸出電壓可表示為： offonttU?0 onontTtE ?? EE ????1 ( 10 ??? ) BuckBoost 變換器兼?zhèn)淞?BUCK、 Boost 變換器的一些特點(diǎn)，不但可升高電壓還可以降低電壓，它的特點(diǎn)是：①電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②電壓變比可以從 0變化到∞，即不僅可以升高電壓還可以降低電壓。②穩(wěn)態(tài)電壓比一直比 1大，只可以升高電壓。當(dāng) V關(guān)斷時(shí)，電感電流 i1 減小，放出能量，因?yàn)殡姼须娏鞑豢梢酝蛔儯銜?huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)左邊是負(fù)極右邊為正極，二極管被迫導(dǎo)通，并和電源一起通過(guò)二極管為負(fù)載供電，與此同時(shí)對(duì)電容 C充電，這時(shí)存在 u1=E－ u0，根據(jù)能量守恒得： o ffon tIEUtEI 101 )( ?? 整理得： EEtTEt ttUof fof fof fon ?10 ???? ( 10 ??? ) (2 5) 因?yàn)?Ttoff?? ，輸出電壓大于電源電壓，因此該變換器又被稱作升壓斬波電路，其又被叫做 Boost 變換器。其在 PWM 中是最基本、使用最方便的一種變換結(jié)構(gòu)。正弦型是因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)運(yùn)行中，這種開(kāi)關(guān)變換器功率開(kāi)關(guān)器件中的電流（電壓）波形本質(zhì)上是正弦波。 DC/DC 變換器 DC/DC 變換器，又稱直流斬波器，它的工作方式是根據(jù)改變占空比來(lái)控制輸出 DC電壓的均值。 這種方法的優(yōu)勢(shì)在于原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；不足之處是當(dāng)光照強(qiáng)度改變很快時(shí)，容易造成誤判，導(dǎo)致工作點(diǎn)更加遠(yuǎn)離最大功率點(diǎn) ，控制無(wú)效。現(xiàn)在已研究出部分改善的恒壓跟蹤算法，可以通過(guò)改變電位器的值輸出不同電壓值，通過(guò)溫度查表改變電壓等等。于是我們可以認(rèn)為，恒壓跟蹤法就是把某個(gè)特定輸出電壓的垂直線近似看成最大功率線，讓光伏電池輸出一個(gè)特定的電壓，便可以找到最大功率點(diǎn)。因?yàn)?N點(diǎn)與光伏電池的最大功率點(diǎn)處于同一點(diǎn)上，所以此時(shí)光伏電池獲得最大功率。 圖 22 最大功率跟蹤示意圖 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤的示意圖如上圖 22所示。盡管 DC/DC變換電路以及光伏電池都是非線性的，然而在短時(shí)間里，可以把它們看作是線性的。目前，通常采用 DC/DC 變換實(shí)現(xiàn)， DC/DC 變換的形式主要有升壓式（ Boost）、降壓式（ BUCK）、升降壓式 (BUCKBoost)、庫(kù)克式（ CUK）四種。在實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中，太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度和大氣的透光率都是動(dòng)態(tài)變化的，這就給建設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)帶來(lái)了困難。預(yù)計(jì)在 2020 后的十幾年中，太陽(yáng)能光伏電池的市場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生巨大的變革， 2020 年前中國(guó)太陽(yáng)電池基本上是應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。我國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了兩次跳躍，首次是在 20世紀(jì) 80 年代后期，我國(guó)正處于改革開(kāi)放蓬勃發(fā)展時(shí)期，國(guó)內(nèi)相繼引入了多條光伏電池生產(chǎn)線，我國(guó)的光伏電池生產(chǎn)能力由起初的 3 個(gè)小工廠生產(chǎn)的幾百 KW提高到 6個(gè)工廠生產(chǎn)的 106W，中央政府、地方政府、國(guó)家工業(yè)部委和國(guó)家大型企業(yè)在引進(jìn)的太陽(yáng)電池生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)線的投資中占了主導(dǎo)地位。美國(guó)和日本為奪取世界光伏發(fā)電市場(chǎng)的首要地位，紛紛制定實(shí)施了太陽(yáng)能技術(shù)的研發(fā) 計(jì)劃，比如，到 2020 年，美國(guó)計(jì)劃將會(huì)總安裝 109 W (其中包括了百萬(wàn)屋頂計(jì)劃 )；日本計(jì)劃將會(huì)總安裝 5 109 瓦 (日本新陽(yáng)光計(jì)劃 )、德國(guó)計(jì)劃累計(jì)安裝 ，歐盟計(jì)劃累計(jì)安裝3GW，澳大利亞計(jì)劃累計(jì)安裝 ，中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家計(jì)劃安裝 ~2GW[1]。 近幾年，全球光伏電池的生產(chǎn)量以平均每年近百分之四十的速度增長(zhǎng)， 2020 年全世界總產(chǎn)量便達(dá)到了 1 109W。 1980 年后，即便處于全球經(jīng)濟(jì)衰退和低潮的時(shí)候，光伏發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)也始終保持著以百分之十到百分之十五的逐步增加發(fā)展速度。而且，硅作為光伏電池的主要原料存儲(chǔ)量極為豐富，并且伴著太陽(yáng)電池研究技術(shù)的不斷發(fā)展以及轉(zhuǎn)換效率的持續(xù)改善和與它關(guān)聯(lián)系統(tǒng)科技技術(shù)的不斷成熟，產(chǎn)業(yè)成本費(fèi)用己經(jīng)呈現(xiàn)急劇走低的勢(shì)頭。 面對(duì)以上情況，如何讓可持續(xù)發(fā)展 成為現(xiàn)實(shí)，探索開(kāi)發(fā)能夠再利用的能源以及其他綠色新能源便成為了人類亟待解決的問(wèn)題。但是人類已經(jīng)在這個(gè)星球上生活在了數(shù)千年，在這數(shù)千年里，這些能源無(wú)時(shí)無(wú)刻不在被人類消耗著，而且留給我 們及后代所要使用能源已經(jīng)不多了。 本系統(tǒng)智能化的完成了以太陽(yáng)能發(fā)電、 LED 為燈具的照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。使用節(jié)能燈具減少了能源的浪費(fèi)，利用太陽(yáng)能發(fā)電供電，減少了火力發(fā)電等造成的大氣污染的問(wèn)題。停車場(chǎng)也逐漸的朝地下空間發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加和社會(huì)生活水平的提高，未來(lái)世界能源消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng)，世界上的化石能源消費(fèi)總量總有一天將達(dá)到極限。開(kāi)發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是人類必須采取的措施。然而 地下停車場(chǎng)的照明又給社會(huì)增添了新的煩惱。 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī) AT89S51 作為系統(tǒng)的主控制單元，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字： 能源 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 LED 照明 單片機(jī) AT89S51 目 錄 第一章 緒論 ............................................................... 1 光伏發(fā)電的背景及意義 ............................................... 1 光伏發(fā)電的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展 ......................................... 1 國(guó)外光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與前景 ................................. 2 我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與前景 ............................... 2 第二章 MPPT 控制部分與 DC/DC 變換 .......................................... 4 最大功率點(diǎn)跟蹤原理 ................................................. 4 最大功率點(diǎn)跟蹤的算法 ............................................... 5 恒壓跟蹤法 ................................................... 5 擾動(dòng)觀察法 ................................................... 6 電導(dǎo)增量法 ................................................... 6 DC/DC 變換器 ....................................................... 7 降壓式變換器 ................................................. 8 升壓式變換器 ................................................. 8 升降壓式變換器 ............................................... 9 庫(kù)克式變換器 ................................................ 10 第三章 主要設(shè)備的選擇 .................................................... 12 太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì) .................................................. 12 太陽(yáng)能電池原理 .............................................. 12 太陽(yáng)能電池分類 .............................................. 12 太陽(yáng)能電池的容量的計(jì)算 ....................................... 1 蓄電池的選擇 ....................................................... 3 蓄電池的選用 ................................................. 4 蓄電池組容量的計(jì)算 ........................................... 4 燈具的選擇 ......................................................... 5 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ....................................................... 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 ................................................... 1 控制模塊的電路設(shè)計(jì) ................................................. 1 電源電路的設(shè)計(jì) ............................................... 1 單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍電路設(shè)計(jì) ................................. 1 DCDC控制電路設(shè)計(jì) (充電電路 ) ...........................