太陽能電池最大功率追蹤之研究

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姓名

王智勇(Zhi-yong Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

太陽能電池最大功率追蹤之研究
(A Study Of The Maximum Power Point Tracking For PV Arrays)

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摘要(中)

有鑒於環保意識的抬頭及石化能源逐漸短缺及其價格也不斷的攀升，因此使用再生能源即是一種趨勢。太陽能即是一種無汙染、無危險及無限量的再生能源。本文將依據太陽電池輸出電壓及電流關係之特性，再配合使用最大功率追蹤法中的增量電導法，來使的太陽電池始終能維持輸出在最大功率點狀態下工作，以達到本文所研究的目的。
本研究是以數位訊號處理器dsPIC30f4011為控制核心。藉由量測太陽電池輸出的電壓及電流，並透過增量電導法的演算後，再對升壓型直流/直流轉換電路中的功率開關電晶體進行切換控制，以實現太陽電池輸出會維持在最大功率點之目的。

摘要(英)

In view of the rise of environmental awareness and shortage of fossil energy gradually and continuously rising prices, the use of renewable energy that is a trend. Solar energy is a renewable energy that is pollution-free, risk-free and in-finite. The thesis will be based on the voltage and current of the solar cell . Maximum power point tracking method using the incremental conductance me-thod to make the solar cells will always be able to maintain output at maximum power point mode of operation, so that to achieve the purpose in this study.
The thesis is based on the digital signal processor dsPIC30f4011 for the control of the core. By measuring the output voltage and current of the solar cell, and through the incremental conductance method of calculation, And then con-trol the power transistor in the boost converter circuit to achieve the solar cell output will remain at maximum power point.

關鍵字(中)

★ 最大功率追蹤
★ 增量電導法
★ 升壓型直流/直流電路
★ 太陽能

關鍵字(英)

★ MPPT
★ Incremental conductance
★ Boost converter
★ Solar energy

論文目次

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xii
符號說明 xiii
一、緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 4
1-3 文獻回顧 4
1-4 論文架構 6
二、太陽光電系統簡介 8
2-1 前言 8
2-2 太陽電池原理 8
2-3 太陽電池種類 11
2-3-1 矽系太陽電池 12
2-3-1-1 單晶矽太陽電池 12
2-3-1-2 多晶矽太陽電池 13
2-3-1-3 非晶矽太陽電池 15
2-3-2 化合物太陽電池 17
2-3-2-1 Ⅲ-Ⅴ族太陽電池 18
2-3-2-1-1 砷化鎵太陽電池 18
2-3-2-1-2 磷化銦太陽電池 19
2-3-2-2 Ⅱ-Ⅵ族太陽電池 19
2-3-2-3 銅銦硒或銅銦鎵硒系列太陽電池 20
2-3-3 其他太陽電池 21
2-4 太陽電池電氣特性 21
三、實驗硬體設備 25
3-1 硬體設備 25
3-1-1 太陽電池 25
3-1-2 太陽追蹤機構 29
3-2 硬體電路設備 30
3-2-1 數位訊號處理器 31
3-2-2 電流擷取模組電路 33
3-2-3 電壓擷取模組電路 34
3-2-4 電晶體開關驅動電路 35
3-2-5 升壓型直流/直流轉換器電路 36
3-2-6 整體系統實際電路 51
四、研究方法 53
4-1 前言 53
4-2 三點權位比較法 53
4-3 短路電流法 54
4-4 電壓迴授法 55
4-5 功率回授法 56
4-6 直線近似法 56
4-7 擾動觀察法 57
4-8 增量電導法 59
4-9 本文所用之最大功率追蹤法 63
五、模擬實驗及實際電路測試 64
5-1 前言 64
5-2 最大功率追蹤實驗模擬結果 64
5-2-1 模擬架構 64
5-2-2 實驗模擬結果 65
5-3 最大功率追蹤實際實驗成果 73
5-3-1 硬體實際架構及韌體架構 73
5-3-2 太陽光電系統實測結果 75
六、結論與未來展望 83
6-1 結論 83
6-2 未來展望. 83
參考文獻 85

參考文獻

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指導教授

董必正(Pi-cheng Tung)

審核日期

2011-8-8

推文