基于电导增量法的太阳能光伏阵列MPPT仿真

针对太阳能光伏阵列最大功率跟踪控制问题,利用PSCAD/EMTDC软件测量了光照强度从0到1200 W/m2和温度从0到100℃条件下光伏阵列的短路电流及开路电压,结果表明:恒温条件下,随着光照强度的升高,开路电压及短路电流均逐渐增大;恒光强条件下,随着运行温度的升高,开路电压逐渐减小,而短路电流逐渐增大.然后采用滞环比较的方法产生控制脉冲,从跟踪速度和精度两方面对基于电导增量法的MPPT控制策略进行了改进,建立仿真模型并实验,完成最大功率跟踪控制,实验结果表明光伏阵列最大输出功率会随着光照强度的增大而增大.     

太阳能发电最大功率点跟踪装置的设计与实现

阐述了太阳能发电最大功率点跟踪装置的设计和实现。该装置是为了使光伏电池输出最大功率,主要是由Boost电路和最大功率点跟踪控制器两部分组成。通过A／D转换电路将三个参数Uin（太阳能电池电压）、Uo（蓄电池充电电压）和Io（蓄电池电电流）输入到89C52单片机处理,再由所设计的内部算法程序计算出达到最大功率所需的控制信号,然后由D／A转换电路将其转换成模拟信号,去控制PWM（脉宽调制）电路,从而改变Boost电路的占空比D,使得光伏电池电压与其最大功率点的值对应。该装置的性能由一组实验测试数据得到证实。     

太阳能电池开路电压非接触定量成像检测

太阳能电池的开路电压(Voc)是影响太阳能电池的光电转化效率重要参数之一.为了准确检测太阳能电池开路电压图像,首先利用有限元仿真方法得到了太阳能电池开路电压与发光成像强度之间的关系;其次基于调制光致载流子锁相成像(LIC)系统对商用单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池进行了开路电压非接触定量成像研究,并与光致发光成像检测方法(PL)对比;最后利用LIC方法对不同注量1 MeV电子辐照Ga As太阳能电池进行开路电压成像研究.结果表明:LIC方法和PL方法均能获得太阳能电池的开路电压分布,且两种方法所测得的单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池开路电压均值均与Sun-Voc方法所测结果一致,误差小于1%.利用LIC方法测得开路电压分布结果与PL检测方法吻合,相比PL检测方法,LIC检测结果信噪比更高,且检测过程更简单;对不同注量1 MeV电子辐照的Ga As电池的开路电压进行LIC成像的结果与电测结果吻合,为分析辐照电池局部损伤提供了一种新方法.     

富勒烯C60电沉积方法制备染料敏化太阳能电池对电极及性能分析

采用电沉积的方法利用新型炭材料--富勒烯C60制备了染料敏化太阳能电池的对电极.用扫描电镜对富勒烯C60薄膜的表观形貌进行了表征,并检验了用此对电极组装的太阳能电池的短路电流、开路电压和填充因子.结果表明,电沉积得到富勒烯C60薄膜厚度和薄膜的热处理温度对电池的性能都有很大影响,在薄膜厚度27 nm和热处理温度400 ...     

浸泡法制备MA_(1-x)FA_xPbI_3钙钛矿太阳能电池

自钙钛矿太阳能电池问世以来,因其成本低、制作工艺简单、光电转化效率高等优点,成为太阳能电池领域的研究热点。对钙钛矿太阳能电池的核心——钙钛矿层优化的研究,是电池光电转化效率提升的关键。通过浸泡法,获得MA-FA掺杂的钙钛矿层,使电池的光电转化效率相对参比电池提高了25%,最高达到15.2%。此外,这种工艺还能够在开路电压不明显降低的情况下,显著提升短路电流。FA+掺杂极大地改善了钙钛矿薄膜的结晶性和表面形貌,既有利于电子和空穴的传输,又对其禁带宽度有良好的调节作用。     

金纳米颗粒对染料敏化太阳能电池性能的优化

采用球磨法制备一系列掺杂有不同含量立方形金纳米颗粒的复合光阳极薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池,研究立方形金纳米颗粒对光阳极薄膜以及染料敏化太阳能电池性能的影响。研究表明,当掺入立方形金纳米颗粒的质量分数为0.8%时,太阳能电池呈现出最优性能,其短路电流密度为15.32mA/cm~2,光电转换效率为6.708%,相比基于纯TiO_2光阳极分别提高14.47%和12%。太阳能电池性能的显著提高主要归因于立方形金纳米颗粒独特的局域表面等离子体共振效应,其能有效改善染料分子的光吸收性能,进而提高电池的光电转换效率。     

高倍聚光下三结砷化镓电池输出特性实验研究

目前对高倍聚光系统下砷化镓电池性能的实验研究主要是基于室内模拟光源条件下进行的,对室外条件下的研究相对较少.设计并搭建了一小型菲涅尔聚光光伏系统,介绍了系统结构及其工作原理,并对其进行了室外实验研究.实验结果表明：当菲涅尔聚光光伏系统几何聚光比为500,13：00太阳辐射强度达到峰值948 W/m²时,聚光后单片电池的短路电流放大253倍,开路电压增加了0.34 V,电池背板温度为86.6 ℃,短路电流此时达到峰值,开路电压由于芯片温度升高影响并未达到峰值,峰值出现在10：30时,峰值为2.85 V,比太阳辐射强度达到峰值时的开路电压增加了0.03 V,此时电池背板温度为74.4 ℃.     

基于MATLAB/Simulink的染料敏化太阳能电池输出特性仿真

根据染料敏化太阳能电池(DSSC)的等效电路,应用MATLAB/Simulink工具建立仿真模型,对DSSC的输出伏安特性及输出功率进行仿真,讨论串联电阻和分流电阻对DSSC性能的影响.仿真结果表明,随着串联电阻的增加,开路电压不变,短路电流密度、最大输出功率及填充因子降低;随着分流电阻的增加,开路电压、短路电流密度、...     

光伏发电系统最大功率点跟踪算法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,具有明显的非线性特征。为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行快速准确地跟踪控制。本研究对短路电流法与扰动观察法进行了详细的分析,最后结合两种方法的优点,提出了双模式最大功率点跟踪方法,该方法具有跟踪外部环境变化快,最大功率点无振荡现象,对光伏电池利用率高的优点。此外,日照变化剧烈情况下该方法不会失去MPPT控制的能力。     

基于最大功率点跟踪策略的LED太阳能路灯照明系统

在太阳能电池电路模型的基础上,针对传统太阳能路灯系统中防电流倒灌二极管使系统输出功率下降的问题,提出了一种数模混合型最大功率点跟踪(MPPT)策略,并根据该策略和固态光源LED驱动电路的要求,设计了一个高亮度LED太阳能路灯照明系统。实验结果表明,该系统工作稳定可靠,性能优良,可提高太阳能利用率20%左右,具有较高的实用价值。     

改进电导增量法的光伏电池MPPT仿真

光伏发电系统的输出功率随着光照强度、环境温度和系统输出电压的不同而变化着,控制光伏阵列的工作点使其稳定的工作在当前的最大功率点处非常重要。首先对光伏电池进行机理建模．实验表明模型能够很好的反应实际的光伏电池工作特性。在介绍了几种传统的最大功率点跟踪（MPPT）控制算法的基础上,提出了一种新型的变步长电导增量法控制,其初始参考电压为当前光伏阵列开路电压的0．8倍,并且以计算得到的的步长进行继续跟踪。仿真结果表明,系统的跟踪速度增强并且有效的减小稳态震荡,具有良好的动态和稳态性能。     

悬索桥太阳辐射效应的环境因素影响规律

为研究自然环境下悬索桥太阳辐射效应变化规律以及最不利活载效应与环境温度效应的关系,首先建立了某在建大跨度悬索桥精细化模型,然后对太阳辐射效应的环境因素进行参数敏感性分析,同时研究了太阳辐射效应与最不利活载效应的关系.研究结果表明:悬索桥太阳辐射效应受环境温度影响最大、风速次之.风速对悬索桥太阳辐射效应的影响呈非线性关系;日序数和纬度对太阳辐射效应影响较小,但太阳辐射效应变化规律与纬度变化规律不一致,受多种环境因素影响.最不利活载引起的主梁跨中点挠度数值上是热辐射引起最大挠度的2倍,塔顶偏位数值上与热辐射引起的偏位相等.研究结果可以为悬索桥施工阶段误差分析和健康监测数据的温度影响剔除提供理论依据和技术支撑.     

石墨炔掺杂聚合物太阳能器件性能的研究

制备了石墨炔掺杂poly(3-hexylthiophene):[6,6] -phenyl-C61-buytyric acid methyl ester活性层的聚合物光伏器件.研究了石墨炔不同掺杂比例对光伏器件的短路电流及开路电压的影响.结果表明:石墨炔良好的电荷传输特性及二维平面结构可以改善活性层的互穿网络结构,增加电荷收集和传输的通道,从而提高器件的短路电流.在2.5％的掺杂比例下,短路电流提高了1.4 mA/cm2,能量转化效率提高了 35％,并且对不同的退火温度和退火时间经行了研究,发现最佳的退火温度为150℃.     

基于AVR单片机的光伏发电量检测系统设计

针对太阳能光伏发电系统中发电量检测问题,设计了一种精度更高,功耗、成本更低的太阳能光伏发电量检测系统。系统以AVR单片机为控制器,避免了模数转换器等引起的能量消耗,并最大程度地简化了系统结构。同时引入了霍尔电流传感器,可以几乎无损耗地将电流信号转换为电压信号。实验结果表明:光伏发电系统正常工作时,光伏发电量能够实时显示在显示屏上,且误差率不超过5%。     

由恒流二极管串联分压组成的直流辅助电源

设计了一种由恒流模块和稳压模块串联组成的直流辅助电源。介绍了直流辅助电源电路的工作原理,并设计了由恒流模块和稳压模块串联组成的直流辅助电源样机,测试了样机在电网电压波动及负载变化时的输出电压情况。测试结果表明:接入220 V交流电源时,样机可以稳定输出12 V电压,其性能满足设计要求。     

等离子体干扰低轨道侦察卫星的计算分析

研究等离子体干扰破坏低轨道侦察卫星功能的效应，提出了用等离子体反卫星的概念。对等离子体环境中卫星充放电机理及效应进行了分析，给出其干扰破坏低轨道卫星的途径为：等离子体使卫星表面形成电孤放电电位差，并产生强烈的电孤电流和电磁脉冲，从而破坏太阳能电池阵、表面温控材料、星上微波电子仪器，并影响天线正常工作。把卫星表面分成14个不同的等效单元，利用等效充电模式，计算了高密度低能和中等能量等离子体对某卫星表面的充电过程，分析电子温度和数密度、卫星表面初电位、太阳能电池阵电位对卫星表面最后达到平衡电位的影响。获得的结论是：300eV以上的能量将使卫星表面形成放电电位差。     

一种用电流基准核作温度互补性补偿的基准电压源

为克服传统带隙基准源在温度性能上的缺陷,设计了一种低温度系数的带隙基准电路。该电路在传统电流模基准结构的基础上,引入一个工作在亚阈值区电流基准核产生的电流来达到高阶补偿的目的。在一阶补偿的基础上,补偿电流的进一步补偿,大大降低了基准输出的温度系数。电路设计采用0.18μm的CMOS工艺,利用Cadence软件的Spectre仿真工具对电路进行仿真,仿真结果表明,在2.7V电源电压下,基准输出电压为1.265V,温度在-40～125℃变化时,基准输出电压仅变化0.2mV,相比一阶补偿的变化（约为2.5mV）,精度提升了10多倍;电源电压在1.8～3.5V变化时,基准输出电压变化4.5mV;在出色的温度性能下有良好的抗干忧性,满足了高性能基准源的要求。     

DC-DC转换器中低压高速驱动电路的设计

给出了射随器输出驱动电路和图腾柱输出驱动电路的结构以及两种电路结构的局限性。针对低压高速的要求提出了一种改进型的驱动输出电路,工作电压可低至1.2V。电路基于Bipolar工艺设计,用Hspice软件仿真结果表明:根据便携式产品的电池电压不同,设计效率高达85%。