【正文】 目前針對(duì)蓄電池的過充保護(hù)、狀態(tài)檢測(cè)、溫度補(bǔ)償?shù)入娐返臏?zhǔn)確性不能令人滿意，還需要繼續(xù)研究和改進(jìn)。依據(jù)實(shí)例對(duì)光伏電池和蓄電池的選用原則、設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了論述。I0=4I= （） Boost電路參數(shù)計(jì)算儲(chǔ)能電感L： （） （）根據(jù)表41的參數(shù)，?。? （） （） （） （）綜合以上兩式得 （）波電容C：大的輸出電容可以抑制紋波，但選擇過大的電容也會(huì)影響到系統(tǒng)的響應(yīng)速度，根據(jù)圖46所示，S導(dǎo)通期間，S關(guān)斷期間電源給C充電，由電容C放電給負(fù)載，放電電壓為： （）S關(guān)斷期間電源給C充電，充電電壓為： （）當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定后： （）則： （）為電路輸出電流，忽略線路損耗。(3) ：溫度修正系數(shù)，由于蓄電池容量會(huì)隨著電解液溫度的降低而減小，根據(jù)蓄電池通常工作環(huán)境溫度的最低值，南寧最冷月份的溫度不低于0。如果沒有相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥却致源_定光伏陣列的傾角。(4) ：負(fù)載線路損耗修正系數(shù)；按10％計(jì)算。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要是對(duì)四盞功率為15W，額定電壓為48V的LED草坪燈提供電能。圖47 S關(guān)斷時(shí)等效電路圖定當(dāng)時(shí)間時(shí)，功率開關(guān)管S導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；導(dǎo)通后開關(guān)雷S夫斷，定義S關(guān)斷時(shí)間為，定義功率開關(guān)管的占空比為D，計(jì)算公式為： （）功率開關(guān)管S導(dǎo)通期間，給電感L進(jìn)行充電，流過電感L的電流變化量為： （）功率開關(guān)管S關(guān)斷期間，流過電感三的電流變化量為： （）當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)期間，即： （）要設(shè)計(jì)一套高效率、高可靠性的獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)，首先要進(jìn)行容量設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括確定太陽(yáng)能電池方陣和蓄電池的容量以及方陣的傾角等。圖45 Boost電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖在主電路開關(guān)管S導(dǎo)通期間，電源對(duì)電感L充電，電容C對(duì)電阻R放電。一般情況下，蓄電池和超級(jí)電容的額定電壓低于系統(tǒng)主電路上的電壓，充電時(shí)首先進(jìn)行降壓處理，Buck電路可以較好的滿足要求；相應(yīng)的，儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)外提供電能時(shí)，需要利用boost電路將電壓升高到相應(yīng)值才能接入主電路。(4)其中系統(tǒng)中有四路采樣信號(hào)，即光伏電池的輸出電壓、輸出電流、蓄電池的電壓和電流，然后通過A/D轉(zhuǎn)換電路把這四種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。針對(duì)光伏系統(tǒng)特殊的充放電環(huán)境，提出了蓄電池與超級(jí)電容混合儲(chǔ)能的充放電控制策略。因此，通過超級(jí)電容和蓄電池混合儲(chǔ)能，可以將二者優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，既控制了成本，又提高了系統(tǒng)的性能。圖 33超級(jí)電容的等效模型超級(jí)電容的等效模型如圖 33所示，其中為等效串聯(lián)電阻，是影響超級(jí)電容充放電最重要的參數(shù)，它代表了電容在充電過程中的發(fā)熱現(xiàn)象。恒壓充電：，采用恒壓充電。恒壓充電法：使用恒壓源直接為電池充電，它是利用開口蓄電池在充滿電時(shí)，充電電壓突然躍升的現(xiàn)象設(shè)計(jì)的，因此它只是適用于開口蓄電池，而不能用這種方法為密封蓄電池充電。（3）電解液溫度對(duì)容量的影響。通常情況下，若在25℃條件下使用時(shí)，蓄電池的壽命為3年，那么30℃條件下使用時(shí)，；40℃。（3）由于受到自然資源的限制，蓄電池有在有日照時(shí)才能充電：即充電時(shí)間受到限制。(5)轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率是指蓄電池能放出的全部電能與充滿電所耗的全部電量的比值，有：“安時(shí)效率”和“瓦時(shí)效率”兩種表示方法。在蓄電池的使用過程中，它的容量不是一個(gè)恒定不變的數(shù)值，可分為理論容量、實(shí)際容量和額定容量。以下是市場(chǎng)上幾種鉛酸蓄電池的特性參數(shù)情況表32 AISTAR蓄電池品牌：AISTAR型號(hào)：12V38AH化學(xué)類型：鉛酸蓄電池電壓：12（V）類型：儲(chǔ)能用蓄電池荷電狀態(tài)：干放電態(tài)蓄電池電池蓋和排氣拴結(jié)構(gòu)：閥控式密閉蓄電池額定容量：38Ah外型尺寸：165*195*175（mm）產(chǎn)品認(rèn)證：CE適用范圍：太陽(yáng)能蓄電池蓄電池價(jià)格：350元/個(gè)表33 風(fēng)帆蓄電池品牌：風(fēng)帆型號(hào)：6QA195AH類型：起動(dòng)型蓄電池電池蓋和排氣拴結(jié)構(gòu)：排氣式蓄電池化學(xué)類型：鉛酸蓄電池額定容量：195Ah荷電狀態(tài)：帶液充電態(tài)蓄電池電壓：12（V）蓄電池價(jià)格：1100元/個(gè)產(chǎn)品認(rèn)證：CCC表34 賽格威蓄電池品牌：賽格威類型：儲(chǔ)能用蓄電池電池蓋和排氣拴結(jié)構(gòu)：閥控式密閉蓄電池化學(xué)類型：鉛酸蓄電池荷電狀態(tài)：免維護(hù)蓄電池電壓：12（V）型號(hào)：12V55AH外型尺寸：228*137*210(225)（mm）額定容量：55Ah產(chǎn)品認(rèn)證：ISO9001 CE適用范圍：安防防盜報(bào)警主機(jī)，門禁控制器，電梯控制器，ATM自動(dòng)取款機(jī)后備電池等蓄電池價(jià)格：310元/只表35 WESD蓄電池品牌：WESD荷電狀態(tài)：免維護(hù)蓄電池類型：儲(chǔ)能用蓄電池型號(hào)：WD10012電池蓋和排氣拴結(jié)構(gòu)：閥控式密閉蓄電池化學(xué)類型：鉛酸蓄電池電壓：12（V）額定容量：100Ah適用范圍：UPS蓄電池產(chǎn)品認(rèn)證：CE蓄電池價(jià)格：560元/個(gè)表36 昕能蓄電池品牌：昕能型號(hào)：12V40AH電壓：12（V）化學(xué)類型：鉛酸蓄電池類型：儲(chǔ)能用蓄電池荷電狀態(tài)：免維護(hù)蓄電池電池蓋和排氣拴結(jié)構(gòu)：閥控式密閉蓄電池外型尺寸：195*164*176（mm）額定容量：40Ah產(chǎn)品認(rèn)證：CQC蓄電池價(jià)格：370元/個(gè) SOC 估計(jì)及其容量的計(jì)算鉛酸蓄電池工作原理 鉛酸蓄電池由正、負(fù)極板(活性物質(zhì))和電解液組成。堿性蓄電池與鉛蓄電池相比具有體積小，可深放電，耐過充和過放電，以及使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。）。還有一類可充電電池，稱為二次電池，例如：汽車起動(dòng)用的鉛酸電池，手電筒、收音機(jī)使用的鎘鎳充電電池等。(2)穩(wěn)壓和鉗位作用。第三章 儲(chǔ)能系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 蓄電池在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池輸出功率隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化而變化。光伏陣列的PV曲線是一個(gè)非線性函數(shù)，且只有一個(gè)極點(diǎn)，即最大功率點(diǎn)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，CVT 跟蹤法只是對(duì) MPPT 控制的近似，不存在對(duì)光伏電池的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，因此受自身工作狀態(tài)和環(huán)境的影響很大。但是，擾動(dòng)觀測(cè)法仍存在需要改進(jìn)的地方：在到達(dá)最大功率點(diǎn)時(shí)，此控制算法下的系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定工作于該最大功率點(diǎn)處，而只能在最大功率點(diǎn)附近來(lái)回振蕩，造成了功率損失。我們可以將光伏電池看作內(nèi)阻會(huì)隨環(huán)境不斷變化的直流電源，而 DC/DC 變換器改變占空比相當(dāng)于改變負(fù)載的等效阻抗。圖23不同溫度下光伏電池的 圖24不同溫度下光伏電池的IV 曲線(光照恒定) PV 曲線(光照恒定)輻照強(qiáng)度對(duì)光伏電池功率的影響是很明顯的。 環(huán)境因素對(duì)太陽(yáng)能電池輸出特性的影響當(dāng)光伏電池的溫度發(fā)生變化時(shí)，其伏安特性和輸出性能會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。將以上式子整理后得到： （）光伏電池產(chǎn)生的瞬時(shí)電能主要取決于幾個(gè)電池參數(shù)和變量的環(huán)境條件，如日照強(qiáng)度和溫度。在N區(qū)和P區(qū)中產(chǎn)生的光生電子－空穴對(duì)會(huì)向PN結(jié)交界面處擴(kuò)散，當(dāng)達(dá)到勢(shì)壘電場(chǎng)邊界時(shí)，立即受到勢(shì)壘電場(chǎng)的作用，使光生電子留在N區(qū)，光生空穴留在P區(qū)。表21為幾種市場(chǎng)上常見的硅太陽(yáng)能電池的品牌型號(hào)規(guī)格：表21 幾種市場(chǎng)上的硅太陽(yáng)電池品牌型號(hào)特性參數(shù)POLYSUNPS20M單晶硅星火SF250單晶硅我能WN230尚維SW125M210WSUMYOKSYK20036P多晶硅夏普SY40p多晶硅輸出功率20W250W230W210W200W40W工作電壓36V18V工作電流開路電壓36V36V短路電流價(jià)格(元/瓦)外形尺寸(mm)480*357*251635*991*501640*990*351580*1069*401650*992*35668*546*35重量(kg)18182019目前用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池多為硅材料太陽(yáng)電池，其中包括單晶硅、多晶硅及非晶硅太陽(yáng)電池。獨(dú)立家用和小型商運(yùn)用光伏儲(chǔ)能的模式。（2）對(duì)電網(wǎng)的沖擊由于光伏發(fā)電屬于穩(wěn)定差、能量密度低、調(diào)節(jié)能力差的能源，發(fā)電量受天氣及地域的影響較大，并網(wǎng)發(fā)電后會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性、電網(wǎng)的供電質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成一定影響，這也將是阻礙光伏發(fā)電發(fā)展的一大問題。在可再生能源中，太陽(yáng)能取之不盡，清潔安全，是理想的可再生能源。擴(kuò)容方便，保持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)僅需要很少的維護(hù)。我國(guó)是太陽(yáng)能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家（絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4以上，西藏最高達(dá)7），更應(yīng)該把握這個(gè)機(jī)會(huì)充分利用自己的優(yōu)勢(shì)，為經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定快速發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。中國(guó)是一個(gè)能源生產(chǎn)大國(guó)，也是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，因此發(fā)展可再生能源有很大的必要性。2005年2月28日第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)通過了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》把促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用提高到了法律的高度。世界光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展的另一個(gè)突出特點(diǎn)是：光伏發(fā)電在能源中的替代功能越來(lái)越大，主要表現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用比重增加迅速，并成為光伏發(fā)電市場(chǎng)的主體 (其他應(yīng)用包括通訊和信號(hào)﹑特殊商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用﹑農(nóng)村離網(wǎng)應(yīng)用﹑消費(fèi)品和大型獨(dú)立電站等)。 Charge and discharge目錄摘要 IAbstract V第一章 引言 1 1 4 本文研究的主要內(nèi)容 6第二章 光伏發(fā)電原理與基本特性分析 7 光伏電池 7 光伏電池的種類 7 8 10 10 11 環(huán)境因素對(duì)太陽(yáng)能電池輸出特性的影響 12 13 13 最大功率跟蹤控制方法 14 本章小結(jié) 17第三章 儲(chǔ)能系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 18 蓄電池 18 18 SOC 估計(jì)及其容量的計(jì)算 21 光伏系統(tǒng)對(duì)蓄電池性能要求分析 24 26 蓄電池 超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng) 27 混合儲(chǔ)能性能分析 27 儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 29 29第四章 光伏儲(chǔ)能及充放電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 30 31 31 變換電路設(shè)計(jì) 32 34 35 37 38 Boost電路參數(shù)計(jì)算 38 40第五章 總結(jié)與展望 42 本文總結(jié) 42 42參考文獻(xiàn) 44致謝 45VII第一章 引言背景能源和環(huán)境問題是近十幾年來(lái)世界關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，能源消費(fèi)也相應(yīng)的持續(xù)增長(zhǎng)。對(duì)光伏系統(tǒng)的最大功率追蹤控制方法(MPPT)進(jìn)行了分析，通過對(duì)草坪燈的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步分析光伏發(fā)電系統(tǒng)。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。作為分布式發(fā)電的理想能源，獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)解決了一些地方用電難的問題，已經(jīng)明顯提高了人民生活水平。s living standard. This article discusses the development status and application prospect of photovoltaic power generation system, the independent model photovoltaic power generation system research and design.In this paper, based on the energy storage system of the independent model of photovoltaic power generation system as the research object, this paper expounds the independent model, the basic principle of the photovoltaic power generation and its development trend. For photovoltaic system was analyzed, and the Maximum power tracking (MPPT) control method, through to the lawn lamp design, further analysis of photovoltaic power generation systems. Capacity of the photovoltaic system design calculation is analyzed, including photovoltaic battery boa