博碩士論文 104256018 詳細資訊




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姓名 黃信錕(Hsin-Kun Huang)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 以動態降壓轉換榨取太陽能板電能
(Extract the Energy of Solar Cell Panel with Dynamic Buck Converter)
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摘要(中) 目前傳統太陽能存在問題有:陰天時輸出功率大幅降低,如遇遮光、陰影或老化等情形,將導致全體輸出能量下降,其在均勻光照射下才有最大化輸出,若是在非均勻光照下,輸出功率被最低光照影響而限制。
  本研究使用並聯方式增加總輸出電流,不同輸入電壓,經由本身設計DC/DC,同時達到鎖住共同電壓輸出。控制開關(導通)時間來改變輸出電流,動態榨取,平衡自鎖電流分配,再以照度計確認當下陽光強度、溫度,改變負載,並確認當下輸出功率、電流、電壓。
  本研究與傳統方式比較,在弱光照射下,輸出功率可以明顯提升30%以上,即是光照環境不理想,仍可最大化輸出功率,盡可能榨取能量輸出。
  此並聯方式可以個別單元獨立取出能量加總送出,串聯則因單一單元損耗,侷限能量流通,並聯越多,動態分配越大越明顯。不同負載下,功率曲線之特性變化(弱光低負載)仍比傳統大,若有個別單元損毀,太陽能板仍可維持最佳輸出功率。
在模擬太陽能板損毀實驗中,傳統太陽能板無任何功率輸出,而本實驗太陽能板仍可持續輸出功率。並有過溫度時自動切斷保護裝置與偵測顯示。在光照3.76K lux、2.8Ω~9.3Ω、Uniformity<3%的條件下,輸出功率為傳統太陽能板的1.6~3.6倍;在光照1.16K lux,Uniformity?30%的條件下,其輸出功率為傳統太陽能板的10倍;在量測一整日照下,其輸出功率為傳統太陽能板的2~3.6倍。未來可望發展成為大型電力系統。
摘要(英) At present, there are problems in traditional solar energy: the output power is greatly reduced on cloudy days, and in the case of shading, shadowing or aging, the output energy will be reduced, and the output will be maximized under uniform illumination, if it is under non-uniform illumination. The output power is limited by the minimum illumination.
  This study uses a parallel method to increase the total output current, different input voltages, through the design of DC / DC, while achieving the lock of the common voltage output. Control the switch (on) time to change the output current, dynamic extraction, balance the self-locking current distribution, and then confirm the current sunlight intensity, temperature, change the load with the illuminance meter, and confirm the current output power, current, voltage.
  Compared with the traditional method, the output power can be obviously increased by more than 30% under low light illumination, that is, the illumination environment is not ideal, and the output power can be maximized, and the energy output can be extracted as much as possible.
  In this parallel mode, the individual units can independently take out the energy and send them out in a single unit. In series, due to the single unit loss, the limited energy flows, and the more parallel, the more obvious the dynamic distribution. Under different loads, the characteristic change of the power curve (low light and low load) is still larger than the traditional one. If individual cells are damaged, the solar panel can still maintain the best output power.
  In the simulated solar panel damage experiment, the traditional solar panel does not have any power output, and the experimental solar panel still has sustainable output power. And when there is temperature, the protection device and the detection display are automatically cut off. Under the conditions of 3.76K lux, 2.8Ω~9.3Ω and Uniformity<3%, the output power is 1.6~3.6 times of that of traditional solar panels; under the condition of 1.16K lux and Uniformity?30%, the output power is 10 times of traditional solar panels; the output power is 2 to 3.6 times that of conventional solar panels under a full day of illumination. The future is expected to develop into a large power system.
關鍵字(中) ★ NA 關鍵字(英)
論文目次 目錄
摘要 i
Abstract iii
致謝 v
目錄 vi
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 研究貢獻 4
1.4 研究架構 5
第二章 研究原理 7
2.1太陽能電池 7
2.2太陽能電池發展史 8
2.3太陽能電池結構和光電轉換效率 10
2.4 降壓式直流-直流轉換器 12
第三章 研究方法 16
3.1 傳統太陽能系統 16
3.2 實驗優化系統 20
3.2.1 以動態轉換榨取太陽能板電能系統簡介 20
3.2.2 DC/DC轉換器工作原理 21
3.2.3 溫度偵測系統原理 25
第四章 研究結果 28
4.1電路設計與模擬 29
4.2電路板設計 29
4.3 焊接電子元件 30
4.4 輸出波形測試 32
4.5 輸出功率轉換率量測 35
4.6 溫度偵測保護測試 35
4.7 太陽能板日照測試 37
4.7.1 太陽能電池(傳統串連與DC/DC並聯法)輸出功率比較 40
4.7.1烏雲半遮光實驗 45
4.7.2半面積遮光實驗 50
第五章 結論 56
第六章 未來發展與應用 57
參考文獻 58
參考文獻 [1] 台灣電力公司 https://www.taipower.com.tw/tc/Chart.aspx?pn=1&mid=194&key=
[2] 維基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki.
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指導教授 張榮森(Rong-Seng Chang) 審核日期 2018-7-26
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