博碩士論文 100323070 詳細資訊




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姓名 林永祥(Yung-hsiang Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 太陽能電池配合軌跡公式控制器之 量產化追日系統開發
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摘要(中) 太陽能電池的發電量,若要有最大的發電效率,必須藉由追日控制器使太陽能電池保持正對著太陽,在市面上常見的追日控制器有主動式的方式如光感測器與被動式的如使用太陽能軌跡公式,兩種控制器各有優劣。光感測器成本雖不高、安裝精度要求亦不高,但容易受到氣候與環境的影響;軌跡公式法雖然不受天氣影響,但機構安裝誤差要求高、定位必須精準。
本研究自行設計的控制器以量產為目標,改良了許多被動式控制器的缺點與成本上的問題,將之與市面上販售的光感測器追日控制器安裝於相同的追蹤器上進行追日,二者輸出功率做比較,由實驗的結果可證明,本研究所設計的方位角齒輪比與仰角公式配合軌跡方程式在PV系統上,成效相當好。
摘要(英) The output power of the solar cell want to rise, we have to keep facing the sun directly any time. In general, there are many tracker controller, active tracker controller, passive tracker controller, mixed tracker controller. The active tracker controller used of light sensor. And the passive tracker controller used of solar formula. They all have strengths and weaknesses. The cost of light sensor is expensive, and mechanism set up not should be accurate. But the light sensor always affected by the bad weather; Used of formula tracker controller hardly affected by the weather, but the mechanism set up should be accurate and the orientation should be fixed accurately.
We design the tracker controller to mass production. We improve many passive tracker of controller of defect and cost. We use the same tracker to compare the light sensor tracker controller and formula tracker controller. We analyze the output power. We prove to effect of excellence use of the formula of gear and elevation formula in PV system.
關鍵字(中) ★ 太陽能電池
★ 追日控制器
★ 追日系統
關鍵字(英) ★ Solar cell
★ Sun tracking controller
論文目次 摘要 iii
Abstract iv
致謝 v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文架構 3
第2章 太陽能發電系統 5
2.1 太陽能發電系統簡介 5
2.2 太陽能電池的發電原理 9
2.3 太陽能電池電氣效應 10
2.4 太陽軌跡公式 13
2.5 計算太陽照射 20
第3章 太陽軌跡公式追日控制器 22
3.1 太陽能發電系統介紹 22
3.2 硬體架構介紹 24
3.2.1 太陽能電池 24
3.2.2 驅動馬達與減速機構 26
3.3 控制器設計 29
3.3.1 數位訊號處理器 29
3.3.2 馬達驅動 30
3.3.3 I/O與AD功能 32
3.3.4 RS485通訊傳輸 32
3.3.5 計時模組 32
3.3.6 手動控制設計 33
3.3.7 繼電器設計 33
3.4 控制器之電路板佈線 34
3.5 控制器配置與安裝 36
第4章 控制系統與控制策略和演算法設計 37
4.1 控制系統 37
4.2 控制器之控制策略與演算法 38
4.2.1 馬達之開迴路控制曲線 38
4.2.2 磁簧開關 39
4.2.3 方位角齒輪比 40
4.2.4 仰角方程式 44
4.2.5 原點校正 46
4.2.6 齒輪比與仰角方程式配合軌跡公式追蹤法程式架構 49
第5章 實驗與討論 52
5.1 測試方式說明 52
5.2 實驗結果 54
第6章 結論與未來展望 63
6.1 結論 63
6.2 未來展望 64
參考文獻 66
參考文獻 [1] S. Abdallah, “The effect of using sun tracking systems on the voltage-current characteristics and power generation of flat plate photovoltaics”, Energy Conversion and Management, Vol.45, pp.1671-1679, Jul. 2004
[2] S.Abdallah, S. Nijmeh, “Two Axes Sun Tracking System with PLC Control”, Energy Conversion and Management, Vol.45, pp. 1931-1939, 2004
[3] 尤彥斌,「高聚光型太陽能系統」,國立中央大學機械工程學系碩士論文,2010年。
[4] I. Reda and A. Andreas, “Solar Position Algorithm for Solar Radiation”, Solar energy, pp.577-589, 2004.
[5] R. Grena, “An Algorithm for the Computation of the Solar Position”, Solar energy, VOL.82, pp.462-470, 2008.
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[7] 陳彥儒,「太陽能電池短路電流配合光感測器追日控制器開發」,國立中央大學機械工程學系碩士論文,2012年。
[8] 周建仁,「太陽能電池短路電流法追日控制器之研發」,國立中央大學機械工程學系碩士論文,2011年。
[9] 林俊銘、李明博、黃聖澤、劉宏益、林文德、卓胡誼,「太陽能追日系統之研究:第一篇:公式的準確性」,再生能源國際研討會,2005年。
[10] 沈輝、曾祖勤,「太陽能光電技術」,五南圖書出版股分有限公司,2010年。
[11] 馮垛生、宋金蓮、趙慧、林珊、趙海波,「太陽能發電原理與應用」,五南圖書出版股分有限公司,2010年。
指導教授 董必正(Tung, Pi-Cheng) 審核日期 2013-8-13
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