关键字 |
| 翻译太阳能光伏系统,MPPT, P&O算法,巴克直流对直流转换器,AVR单片机。 |
介绍 |
| 太阳能是最重要的可再生能源之一,近年来已获得增加的关注。太阳能是丰富的;它有最大的可用性与其他能源相比。的能量由太阳提供给地球在一天之内就足以力量的总能源需求地球一年。太阳能是干净的和免费的排放,因为它不会产生污染或自然有害副产品。太阳能转换为电能有许多应用领域。最近,研究和开发低成本平板太阳能电池板,薄膜设备,集中器系统,增加了许多创新的概念。在不久的将来,小型太阳能模块的成本单位和太阳能发电站将在经济上可行的太阳能的大规模生产和使用。 |
| 在本文中,我们提出了光伏太阳能电池板的操作。最重要的方法来增加太阳能板的效率是使用最大功率点跟踪器翻译(MPPT),电力电子装置,大大提高了系统效率。通过使用它的系统运行在最大功率点(MPP)和产生最大输出功率。因此,翻译一个MPPT最大化阵列效率,从而降低整个系统的成本。翻译,此外,我们试图设计MPPT的算法通过使用翻译选择MPPT方法“扰乱,观察”和实现它通过使用一个直流-直流转换器。我们发现各种类型的电源转换器。其中我们选择最合适的转换器“巴克”转换器,为我们的设计。 |
| 光伏发电系统通常使用一个基于单片机的充电控制器连接到一个电池和负载。充电控制器用于维护适当的充电电压的电池。太阳能电池阵列的输入电压,充电控制器调节充电电池防止任何收费过高。好,坚实可靠的光伏充电控制器是一个关键的组件光伏电池充电系统实现系统的最大效率。而基于单片机的设计能够提供更多的智能控制,从而提高了系统的效率。 |
文献综述 |
| 翻译有很多MPPT算法可以用于实现即增量电导法、恒压的方法,基于模糊逻辑的方法翻译等不同的MPPT算法[8],[2],[12]介绍了各自的特点和局限性如下 |
| 1)增量电导(INC)方法[8],[11]跟踪MPP并不取决于光伏阵列,跟踪效率好,实现媒介。感应电压和电流参数,收敛速度是中型和模拟类型。 |
| 2)翻译基于模糊逻辑控制的MPPT[8],[11]是光伏阵列依赖,跟踪效率很好,实现非常复杂,收敛速度快和数字类型。 |
| 翻译3)基于神经网络的MPPT[11]也依赖光伏阵列,跟踪效率很好,实现非常复杂,收敛速度快和数字类型。 |
| 4)翻译基于线性电流控制的MPPT[9],[12]是光伏阵列依赖,跟踪效率是不太好,实现复杂介质,收敛速度快,传感参数是辐照度和数字类型。 |
| 5)翻译基于温度的MPPT[11]取决于光伏阵列,跟踪效率很好,实现简单,MPP相对比较准确、电压和温度传感参数。 |
| 6)阵列重构翻译基础MPPT[11]是光伏阵列依赖,跟踪效率差,收敛速度缓慢,实现复杂度高,感应电压和电流参数和数字类型。 |
| 7)扰乱翻译和基于观察的MPPT[8],[9],[11]不是依赖光伏阵列,跟踪效率是不错,但与不稳定的操作点,实现简单,感应电压和电流参数。 |
| 8)高级翻译扰乱和基于观察的MPPT不是依赖光伏阵列,跟踪效率很好稳定差,实现媒介,感应电压和电流参数。 |
| 翻译了许多MPPT算法,扰乱,观察(P&O)算法[10]主要是用于提高光伏系统的效率由于其简单实现,可靠性高和更好的效率。 |
系统描述 |
| 本文的目标是展示小说翻译成本有效和高效的基于单片机的MPPT太阳能光伏系统,确保系统的最大功率点操作改变环境条件。翻译P&O MPPT算法用于控制最大传输功率的光伏面板。该算法执行的AVR Atmega16单片机使用PV电压和电流数据控制的责任周期脉冲宽度调制信号应用于直流/直流转换器。 |
| 答:单片机 |
| 翻译的MPPT控制电路实现单片机Atmega16 AVR,有八个10位模拟数字转换器(a / D)和两个四PWM模式信号。巴克转换器是由单片机控制的。它的电压和电流的太阳能电池板通过A / D端口控制器和计算输出功率。也计算电源的电压和电流通过阅读电池在同样的方式并发送相应的控制信号巴克转换器的工作周期和控制变换器PWM信号通过控制器相应增加,减少或关闭直流直流变换器。ATMEGA16的完美结合性能,特性,以及低功耗对于这个应用程序控制电路比较前后光伏输出功率变化的负载比直流/直流转换器控制信号。预计固有的MPP礼物不断振荡的算法。下面的图2号AVR LCD和振荡器的设计连接在普罗透斯软件。 |
| 直流对直流转换器 |
| 有几个可用于直流-直流变换器拓扑结构。其中buck变换器拓扑在日益受欢迎,尤其是在电池供电的应用程序,输出电压的水平可以改变输入电压 |
| 常用的一个转换器在光伏系统直流/直流电源转换器。通过控制动作,确保最大的电力的传输负载。转换器的结构是根据提供的负载决定的。在本文中,我们专注于降压直流/直流转换器(巴克转换器)。MPPT使用相同的转换为不同的目的,如调节输入电压在最大功率点,并提供最大功率传输负载匹配。 |
P & O算法 |
| 一个典型的太阳能电池板转换只有30 - 40%的入射太阳能辐射转化为电能。最大功率点跟踪技术是用于提高太阳能电池板的效率。根据最大功率传输技术,电路的输出功率最大当源阻抗与负载阻抗的匹配。在源端巴克转换器连接太阳能电池板以提高输出电压。通过改变适当buck变换器的工作周期PWM信号的源阻抗与负载阻抗的匹配。翻译有多种MPPT方法提出了[3]。在这些方法中,扰乱,观察(P&O)和增量电导(INC)方法被广泛使用,虽然他们有一些问题,如振荡在MPP和混乱的快速变化的大气条件[5]摘要扰乱翻译并观察MPPT算法。在这种方法中控制器调整电压的少量数组和措施的权力,如果功率增加,进一步调整方向的尝试,直到不再增加。这叫做P&O方法。由于易于实现和成本效益,它翻译是最常用的MPPT方法。 |
| 增加细胞的电压是最初,如果输出功率增加,电压不断增加,直到输出功率开始减少。一旦输出功率下降,电池的电压下降,直到达到最大功率。我的翻译,这个过程一直持续到MPPT。这个结果是一个振荡在MPP的输出功率。光伏模块的输出功率曲线作为电压的函数(p - v曲线),在恒定的辐照度和常数模块温度,假设PV模块操作点远离MPP。 |
| 这P&O算法定期盈亏光伏电池的输出端电压和比较获得的权力在当前周期的力量。如果功率增加,那么它应该已经接近MPP的操作点。因此,进一步的电压扰动在同一个方向应该向MPP移动操作点。如果功率减少,操作点已经远离MPP和扰动的方向应该扭转向MPP搬回来。 |
硬件开发 |
| 巴克转换器 |
| 直流/直流转换器是一个巴克转换器工作在开关14 KHz的频率。他们由一个p沟道MOSFET开关晶体管由AVR通过一个双极NPN型晶体管。开关晶体管连接到一个电感器、二极管和电容器。额外的二极管防止电池供应电压到单片机电源时断开连接。当开关晶体管在电容器被指控从输入通过电感器(电感也充电)。开关打开时,感应器会试图维持其通过诱导电压电流。电流流过二极管和电感将电容器充电。然后循环重复。如果工作周期减少,通过在时间短,长时间,电压会下降。如果工作周期增加(长在计时器,短时间),电压将会增加。 The buck-converter is most efficient running on a duty cycle of 50%. |
结果 |
| 实验结果的电池充电使用翻译P&O MPPT算法分为两分开测试。第一个测试,使用一个光伏面板Pmax = 10 W, Vmp = 17 V,小鬼= 0.56,标准温度条件下和一个铅酸电池与V = 12 V和Imax = 7啊,包括,首先,光伏面板是直接连接到电池。从第一个测试可以看出,充电12 v电池P&O算法,光伏面板的吸收功率大约是7.35 0.592 w的充电电流恒流模式。 |
| 在第二个测试中,光伏面板连接到电池使用翻译发达MPP追踪董事会运行MPPT算法。从第一个测试可以看出,充电12 v电池P&O算法,光伏面板的吸收功率大约是12.5 w充电电流为1.04 A。翻译的实验设置MPPT交付总提供了更多的能量比直接连接电池。翻译的MPPT供应能源的光伏面板产能增加87%使用12 v电池。 |
结论 |
| 这项工作提出了一个基于模型板在一个小单片机控制铅酸蓄电池充电过程和铅酸电池的正确使用。控制算法执行P&O最大功率点跟踪函数允许,根据太阳能辐照度、最大能量的转移产生的光伏电池面板。这P&O算法提高效率相比,权力转移系统,翻译没有MPPT(直接连接),减少光伏面板的大小和成本。 |
| 这个委员会保证快速、安全、完整的电池(铅酸)充电过程并监测其排放。未来工作的完成充电过程应该分析翻译与另一个系统工作没有P&O MPPT算法。从初步结果预计,充电过程的翻译,使用MPPT算法将更快。 |
数据乍一看 |
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引用 |
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