【正文】 采樣，并作出是否改變占空比的判斷。 ⑨ 智能型控制器 采用帶 CPU 的 單片機(jī)（如 Intel 公司的 MCS51 系列）対光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)采集，并按照一定的控制規(guī)律由軟件程序?qū)温坊蚨嗦饭夥疥囘M(jìn)行切斷 /接通控制。 檢測(cè)控制電路隨時(shí)對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電壓大于“充滿切斷電壓”時(shí)， T1 導(dǎo)通，進(jìn)行“過充電保護(hù)”；當(dāng)電壓小于“過放電壓”時(shí)， T2 關(guān)斷，進(jìn)行“過放電保護(hù)” 。同時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓小于“過放電壓”時(shí)， T2 也關(guān)斷，進(jìn)行“過放電保護(hù)”。每天系統(tǒng)放電之前，先檢測(cè)出蓄電池當(dāng)天的剩余容量，然后根據(jù)剩余容量設(shè)定當(dāng)天的負(fù)荷功率或工作時(shí)間。所以，系統(tǒng)在初充電達(dá)到均衡充電電壓以后，立即自動(dòng)改變充電調(diào)節(jié)的電壓保護(hù)點(diǎn)，即由均衡充電電壓保護(hù)點(diǎn) 只改變?yōu)楦〕潆妷罕Ｗo(hù)點(diǎn)單只電池 （開口電池為 ）。 ④ 多路控制器 一般用于 5kW 以上的大功率系統(tǒng)，太陽能電池方陣分成多個(gè)支路接入控制器。串聯(lián)在回路中的開關(guān)器件還可以在夜間切斷光伏陣列，取代防反充二極管。 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)光伏系統(tǒng)中控制器功能的研究，主要內(nèi)容有控制器的工作原理、充放電控制、對(duì)太陽方位和高度的跟蹤、對(duì)太陽電池最大功率點(diǎn)的跟蹤等。當(dāng)負(fù)載特性與太陽電池陣列特性的交點(diǎn)在陣列最大功率點(diǎn)相應(yīng)電壓 mU 之左時(shí)， MPPT的作用是使交點(diǎn)處的電壓升高，而當(dāng)交點(diǎn)在陣列最大功率點(diǎn)相應(yīng)電壓 mU 之右時(shí)， M 即 T 的作用是使交點(diǎn)處的電壓下降。 太陽能板 采樣電壓 電機(jī)執(zhí)行 控制算法 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 32 在垂直方向上的跟蹤原理和步驟與水平方向的完全一致，只是電池板可能轉(zhuǎn)到盡頭 而鎖死，此時(shí)采樣電壓保持不變，只要在程序中加入當(dāng)采樣電壓不變時(shí) 電池板反轉(zhuǎn)的指令即可。太陽方位和高度跟蹤系統(tǒng)主要分為機(jī)械部分和控制部分。 這些光伏電站的太陽能電池板陣列基本上都是固定的，沒有充分利用太陽能資源，發(fā)電效率低下，制約了大規(guī)模電站的發(fā)展。該論太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 30 壇會(huì)員都是著名的芯片制造商和電池制造商。 用數(shù)字單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是它可以由用戶軟件實(shí)現(xiàn)任意一種推理方法，靈活實(shí)用， 但是一般需事先進(jìn)行脫機(jī)處理，工作量比較大。采用模糊控制技術(shù)對(duì)蓄電池的充放太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 29 電進(jìn)行控制，這種方法拋開了對(duì)蓄電池模型的研究，而是根據(jù)技術(shù)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在不知道或很少知道蓄電池特性參數(shù)的情況下，通過對(duì)電池充電過程中的某幾項(xiàng)輸入或反饋值的判 斷來決定充電電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)智能充電。在光伏系統(tǒng)中，太陽能電池的輸出，蓄電池的負(fù)載及蓄電池的自放電都是不確定的量，所以可以將模糊控制應(yīng)用于蓄電池的充電。光伏系統(tǒng)中經(jīng)典控制理論的方法運(yùn)用比較的廣泛，現(xiàn)在絕大多數(shù)的實(shí)用的控制器都是使用前面所說的經(jīng)典控制理論的方法。對(duì)太陽能電池進(jìn)行保護(hù)。 控制器基本原理 如圖 所示的電路是一個(gè)最基本的充放電控制器原理。按照這個(gè)原則，首先得了解負(fù)載需求。 在從外參數(shù)入手的第二條途徑中，有一種方法是利用蓄電池穩(wěn)態(tài)開路電壓來估算蓄電池的荷電狀態(tài)。對(duì)于一般的免維護(hù)鉛酸蓄電池，普通維護(hù)人員要想去測(cè)它的電解液密度是不可能的。有很多文章和專著對(duì)測(cè)量鉛酸蓄電池的荷電狀態(tài)這個(gè)問題進(jìn)行了探討，也提出了一些比較有效的方法，但由于鉛酸蓄電池內(nèi)部 的機(jī)理比較復(fù)雜，很多理論都只是一個(gè)近似解，離實(shí)用所要求的完善，可靠，還有一定的差距。過充電程度也隨季節(jié)天氣變化，在冬季，蓄電池可能從沒充滿過，在夏天，蓄電池可能經(jīng)常是滿的。但在實(shí)際的光伏系統(tǒng)的配置中，蓄電池的充電率往往很小，一般來說充電電流大都在蓄電池可接受的范圍內(nèi)，所以在一般情況下可以不考慮蓄電池充電電流大于可接受電流的問題。當(dāng)蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或外部損壞而不能使用，使蓄電池 使用失效，這時(shí)蓄電池的使用壽命終止。同時(shí)，電解液中硫酸分子逐漸增加，水分子逐漸減小，電解液的濃度逐漸增加，蓄電池的端電壓也隨之升高。普通的鉛酸蓄電池工作在這樣的環(huán)境下壽命會(huì)縮短，而太陽能用鉛酸蓄電池針對(duì)這些條件進(jìn)行了改進(jìn)，能較好的適應(yīng)這樣的環(huán)境。在本課題中，我們也選用鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能裝置。 圖 不同溫度下的光伏陣列 IV 關(guān)系曲線 圖 不同溫度下的光伏陣列 PV 關(guān)系曲線 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 18 光伏陣列輸出功率 P 隨溫度變化而呈現(xiàn)出的衰減率約為 %P（ 25℃） /℃，如圖 所示。光伏陣列 IV 和 PV 特性與太陽輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度之間是高度非線性的，隨著光強(qiáng)的增加，輸出電流、電壓都增加，而溫度升高時(shí)輸出電流 略有增加，而電壓減小。 C 變到 100176。在溫度恒太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 14 定的情況下，電池的轉(zhuǎn)換效率會(huì)隨光強(qiáng)的增加而增加。在一定的光強(qiáng)的照射下，特性曲線完全由電池的 PN 結(jié)特性和電阻分散參數(shù)確定。在氣體、 液體和固體中均可產(chǎn)生出這種效應(yīng)，然而半導(dǎo)體光伏效應(yīng)的效率最高。由于在這種 材料中的正、負(fù)電荷有一部分會(huì)因晶體晶界連接的不規(guī)則性而損失，所以 不能全部被 PN 結(jié)電場(chǎng)所分離，使之效率一般要比單晶硅光伏電池低，但成本也較低。 ④ 逆變器 逆變器將太陽能電池方陣輸出和蓄電池放 出的直流電轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 11 交流電。在這種季節(jié)性循環(huán)的基礎(chǔ)上還要加上小得多的日循環(huán)：白天方陣給蓄電池充電（同時(shí)方陣還要給負(fù)載供電），晚上負(fù)載用電則全部由蓄電池供給。 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 9 第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成與基本原理 概述 光伏系統(tǒng)的組成： 圖 光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ① 太陽能電池方陣 太陽能電池方陣一般由多塊太陽能電池組件串并聯(lián)而成，每個(gè)支路通過防反充二極管、充電控制器并聯(lián)向蓄電池充電。蓄電控制系統(tǒng)通過檢測(cè)蓄電池的電壓或荷電狀態(tài)，判斷蓄電池是否已經(jīng)達(dá)到過充點(diǎn)或過放點(diǎn)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果發(fā)出繼續(xù)充、放電或 終止充、放電的指令。我們應(yīng)制訂規(guī)劃，采取措施，積極加以發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電目前工程上廣泛使用的光電轉(zhuǎn)換器件晶體硅太陽能電池，生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，已進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、文教、國防和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。 光伏發(fā)電的工作原理及運(yùn)行方式 太陽能發(fā)電的工作原理 太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池，又稱光伏電池。我國西部幅員遼闊、地廣人稀、負(fù)荷密度小，不利于常規(guī)電網(wǎng)的延伸，但日照時(shí)間長(zhǎng)、日射強(qiáng)度大，為光伏發(fā)電提供了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。 1999 年德國光伏上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí) 馬克，極 大地刺激了德國乃至世界的光伏市場(chǎng)；印度、馬來西亞等東南亞國家，也制定了國家的光伏發(fā)展計(jì)劃。我國低溫光熱利用已經(jīng)具有可觀的規(guī)模，它成本低、使用方便、安全可靠，已經(jīng)為全國廣大人民所接受。 可再生能源，包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?，是廣泛存在、用之不竭、可以自由索取、最終可依賴的初級(jí)能源。 在此基礎(chǔ)上本文 還 對(duì)控制器的 種類、 幾種基本電路和工作原理進(jìn)行分析介紹，并重點(diǎn)對(duì)單路串聯(lián)型充放電控制器電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 太陽能 ； 蓄電 ； 光伏 ； 控制器 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 III Abstract In this article ,It firstly gives remendation on the advantages of the power generation with solar energyIntroduces the working principle and operation mode of photovoltaic power generation and promotes the target and task of the this article,it analysed the solar energy module and energy storage device from their and aslo remended the charge and discharge controlling strategy of leadacid battery and the charge and discharge protection. Secondly,It analysed the controller from its working principle and basic instance,controlling the charge and discharge of battery,tracking the solar direction and the maximum power of solar energy battery and analysing the over charge and discharge of the battery. Out of the basis above,it gave analysis and remendation on the types of controller and some basic circuit designed the charge and discharge controller which is in single channel series type. Including the detection control circuit, the driver circuit. In addition,it analysed the capacity of the battery and Pv module and the way of designing the series it looked the future of the prospect of photovoltaic development in china. Keywords： Solar ； Reserve Power； PV； controller 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 IV 目錄 摘要 .............................................................. II ABSTRACT ........................................................ III 第一章 緒論 ....................................................... 1 人類面臨的能源問題 ........................................... 1 太陽能主要利用形式及光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì) ........................... 2 國內(nèi)外太陽能應(yīng)用的現(xiàn)狀 ....................................... 3 光伏發(fā)電的工作原理及運(yùn)行方式 ................................. 5 太陽能發(fā)電的工作原理 ..................................... 5 太陽能光伏發(fā)電的運(yùn)行方式 ................................. 6 本課題目的與任務(wù) ............................................. 7 本章小結(jié) ..................................................... 8 第二章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成與基本原理 ..................... 9 概述 ......................................................... 9 太陽能電池 .................................................. 11 太陽能電池的種類 ........................................ 11 太陽能電池工作原理 ...................................... 11 太陽能電池的基本特性 .................................... 12 光伏陣列的構(gòu)成 ........................................... 15 光伏陣列的特性 ........................................... 16 儲(chǔ)能裝置 .................................................... 19 獨(dú)立光伏系統(tǒng)用的儲(chǔ)能裝置 ................................ 19 太陽能發(fā)電蓄電控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 V 蓄電池工作原理 ........................................... 20 特性 .................................