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基于太阳能供电的温室环境智能监控系统

作者:时间:2012-03-06来源:网络收藏

2.1.1 MPPT的实现
MPPT即最大功率点跟踪,是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压,并追踪最高电压电流值,使太阳能电池板以最高的效率对蓄电池充电。MPPT控制的原理实质上是一个自动动态寻优的过程,通过功率的比较来改变占空比和脉宽调制信号,进而改变太阳能电池板的工作负载,改变输出功率点的位置,以达到最优。实现MPPT通常需要斩波器来完成DC/DC转换,斩波电路分为BUCK电路和BOOST电路。本文中利用BUCK变换器来实现MPPT,通过调节BUCK变换器的PWM占空比输出,使负载等效阻抗跟随太阳能光伏组件阵列的输出阻抗,从而使光伏阵列在任何条件下均可获得最大功率输出。BUCK电路实际上是一种电流提升电路,主要用于驱动电流接收型负载,直流变换通过电感完成,其电路图如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/200607.htm

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BUCK电路输出与输入满足关系:
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故通过调节占空比即可调整输出负载,从而可使太阳能光伏组件阵列工作在最大功率点。占空比的调节是通过控制Q基极电压来实现,可借助于单片机编程加以控制。
2.1.2 蓄电池充放电监控电路
蓄电池充放电监控电路是为了防止蓄电池组过充、过放等现象,蓄电池组在整个系统中起到储存与提供能量的作用,在硬件上可借助于单片机来实现,其软件程序流程图如图4所示。

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2.1.3 自跟踪系统
为了实现对太阳能更大限度的利用,要保证太阳光每时每刻都垂直照射在太阳能电池板上,即太阳能电池板必须跟随这太阳的运动而运动。目前常用的自跟踪方法有匀速控制方法、光强控制方法、时空控制方法。为了方便实现并达到较好的跟踪效果,可以将匀速控制法与光强控制法相结合。并通过对实际光强与设定值的比较,分别采取紧跟踪、疏跟踪以及不跟踪的措施。在硬件上可以通过单片机、太阳光跟踪传感器、光强测定器等实现。
2.1.4 太阳能应用于温室的前景
目前使用太阳能光伏阵列进行供电需要占用一定的土地资源来安放太阳能电池板,然而现在已经生产出了半透明太阳能组件,此外透明太阳能电池组件也在进一步研究中,这使得将太阳能电池安装在温室顶部成为了可能。而且太阳能电池的转换效率在不断提升,因此太阳能光伏系统的广泛使用将成为必然趋势。



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