基于无线网络光伏电站计算机监控系统设计

研究了基于太阳自动跟踪的独立光伏发电系统.太阳能光伏发电作为太阳能利用的重要方式,发展前景非常广阔.目前,光伏发电系统多采用固定安装的形式,这种发电系统具有发电效率低、成本高、不宜推广等缺点.在光伏发电系统中使用太阳自动跟踪能有效地提高太阳能的利用率.设计了一种基于无线网络的自动跟踪式光伏发电站监控系统,应用DSP芯片,调整安装在双轴旋转平台上的微型光伏传感器与太阳光的角度,获取太阳光的强度和角度的测量信息,通过Zigbee接口向系统中其它设备报告.实验证明,该系统具有耗能小、精度高等特点.     

基于经纬度计算的太阳自动跟踪系统

介绍一种基于经纬度计算的太阳跟踪光伏发电控制器的设计与实现。这种新型控制器通过驱动2个直流电机实现光伏电池在水平、竖直2个方向同时自动地跟踪太阳,使其平面时刻与太阳光保持垂直,最大限度地接收太阳光。在实现自动跟踪的过程中,为克服传统光线跟踪带来的动态响应慢、稳态振荡,以及在环境突变条件下出现的跟踪错误等缺点,提出一种基于编码器和经纬度计算的跟踪方法。实验结果表明,这种跟踪技术可以提高光伏电池发电效率30%左右。     

基于植物光合作用的太阳光谱分离技术进展

现有的光伏农业项目中,光伏板影响植物生长的问题越来越突出。传统的光伏农业主要采用以下两种方法:直接在农田顶部铺设晶硅电池以实现太阳光的几何分离,或者使用具有固有光谱特性的非晶硅电池来分离太阳光,但这两种光伏农业都无法满足植物光合作用所需的光照,严重影响了作物的品质和产量。为解决上述问题,我们介绍了一种新型光伏农业方案——基于植物光合作用的太阳光谱分离技术,该方案将太阳光谱中植物光合作用所需波段精准分离,此部分能量只占太阳光总能量的10%,剩余90%的光能用于光伏发电。目前,实验系统所产生的功率可以达到每平方米70 W。实验结果表明,该方案可以实现植物生长与光伏发电的平衡,实现太阳能和土地的高效利用。     

高原高寒地区局部阴影下光伏阵列输出功率提升实验研究

高原高寒地区太阳能资源充足,利用光伏发电技术有利于改善当地电源结构。光伏电站出力不足是业内普遍存在的技术难题,光伏组件老化、表面温度高、局部阴影等都会降低光伏电站出力。以4×2光伏阵列为例,通过Matlab/Simulink建模仿真,对不同结构的光伏阵列在局部阴影下的输出特性进行对比,分析表明重构网状（RTCT）结构优于其他3种结构,且最大输出功率平均提升7.7%,为光伏阵列输出功率提升奠定实验基础。基于拉萨搭建的光伏阵列输出功率提升实验平台,采用改变光伏阵列拓扑结构和增加直流优化器2种方法,研发光伏阵列输出功率提升技术。结果表明,采用以上2种方法均能有效提升光伏阵列输出功率,可为光伏电站优化设计和运行提供解决方案。     

太阳能跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能利用率,提出一种新的太阳能跟踪方式,通过光敏电阻构成的光电传感器检测光线强度,根据光强偏差闭环控制步进电动机的转动,保证太阳光线与光伏电池板平面始终垂直,使光伏电池板输出功率最大。设计了基于AT89C52单片机为控制核心,驱动2组步进电动机,从方位角和高度角2个方向调整太阳能电池组方阵的姿态,实现双轴跟踪。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,实现电动机转动,工作性能稳定。采用单片机的太阳能跟踪控制系统具有成本低、精度高的优点。     

太阳能光伏发电效率的影响因素

对影响太阳能光伏发电效率的因素：太阳光的辐射量、太阳能光伏组件的特性和质量、逆变器整机效率和最大功率峰值跟踪等进行分析,提出了提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题。     

基于MMC的光伏并网逆变器子模块电压控制

模块化多电平换流器具有易级联扩展的优点,在其主电路结构中,对每个子模块电容并联一光伏组件可以有效地提高光伏并网系统的光能利用率。由于光伏组件易受光照环境影响,局部阴影会导致各组件的最大功率点电压不一致。针对此问题,提出模块电容电压与调制波信号实时解耦的子模块独立控制方法,实现每个子模块电容电压分别稳定在各自所并联光伏组件的最大功率点电压,提高了太阳能的利用率。同时设计桥臂能量控制,保证桥臂间能量不平衡时系统的正常并网运行。最后通过实验平台验证了该方法的可行性。     

一种光伏组件变频跟踪站控制系统的架构设计

为了提高光伏组件追踪系统的转换效率,给出一种采用镜面反射倾斜10°～15°角与光伏组件安装,光伏组件利用方位角和高度角定位、单片机驱动光伏组件机架的单轴或双轴变频旋转,利用传感器与程序混合控制镜面反射和光伏组件上的光电池与温度传感器,实时采集直射太阳光和斜射太阳光,显著提升一种带有镜面反射的光伏组件变频跟踪系统的最大功率跟踪和转换效率。将该系统作为基本单元,进行并联形成新的光伏方阵、通过与PLC,通讯设备及逆变器、变压器等构成"光伏组件变频跟踪站控制系统"。该系统经测试,结果表明,9:00～18:00该光伏组件变频跟踪站控制系统平均光电转换效率提高125%以上,带有镜面反射的光伏变频跟踪系统高于普通双轴追踪发电效率。     

光伏发电的双轴自动跟踪控制系统

如果光伏电池板能自动跟踪太阳,保证太阳光始终垂直于光伏电池板平面,使光伏电池板接受的光通量最大,能大大提高发电量。本文研究了一种基于PLC的光伏电池板自动跟踪系统,通过东西南北4个光线传感器来检测太阳光的方位,将得到的模拟量电压信号转化为数字量信号,使用PLC控制偏转机构中的直流电机正转或反转,带动光伏电池板转动,使光伏电池组件正对太阳光源,从而实现实时跟踪的目的。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,光伏发电效率增加30%以上,并且工作性能稳定。     

不规则场地中跟踪式光伏阵列的优化排布方法

针对边界不规则的光伏电站建设场地,以提高土地利用率为目标,在相邻光伏设备阴影互不遮挡的前提下,研究了影响跟踪式光伏阵列工作效率、装机容量的主要因素,引入二维图形排样理论设计了一种不规则场地中跟踪式光伏阵列的优化排布方法,并仿真验证了该方法的有效性,实验结果表明优化排布可提高装机容量5.94%～11.59%,能更有效利用土地资源。     

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计

太阳能光伏电池陈列的发电量与光线入射角角度有关,光线与光伏阵列平面垂直时发电量最大。采用太阳自动跟踪的方式,使太阳能电池板始终保持与太阳光垂直,可大大提高光伏阵列的发电量。采用光感跟踪与时间跟踪相结合的方法,设计了全天候太阳方位跟踪控制系统,系统功能包括检测、跟踪控制方式转换及双跟踪方式的控制。该双轴跟踪系统具有结构简单、稳定性好、精度高的特点,具有广阔的应用前景。     

太阳能跟踪系统的智能控制及系统设计

研究了光伏发电和最大功率点跟踪的基本原理及特性,并基于MPPT原理的控制思想,提出了一种新的太阳光跟踪方式用来提高光伏发电的效率。首先建立了用模糊控制算法实现的太阳光跟踪系统,仿真验证了方案的可行性;然后采用CycloneII 2C70 FPGA为研究开发平台,搭建了以步进电动机等为主的执行机构,实现了该智能型太阳光跟踪系统的功能,该系统对提高光伏发电的太阳能利用率具有重要意义和应用价值。     

建筑物太阳电池板不同安装方式下的聚光增益

为提高光伏一体化建筑太阳能的利用率,提出一种求瞬时太阳辐射能的数学模型,并通过对其积分获得太阳电池板年聚光量的计算方法。为修正误差,引入月平均日照系数。以建筑物光伏一体化国家重点试点地区为例,计算了太阳电池板的最佳坡度角及四种典型安装方式下的年聚光量和聚光增益。结果表明,与南立面安装的太阳电池板相比,最佳坡度角、纬度角和平顶安装的太阳电池板年均聚光增益分别为64.54%、64.45%、45.94%。     

基于组件遮挡功率损耗的平单轴轨迹优化方法

跟踪轨迹的优劣直接影响光伏系统的发电量。基于太阳电池片小比例遮挡对功率损失影响实验的数据,建立光伏系统发电量模型,并在PVsyst中建立阴影模型,来验证模型的准确性。将多种跟踪轨迹输入到模型中对比系统的全年发电量,结果表明,在太阳高度角比较小的时候允许组件表面出现小比例的阴影遮挡,可使系统的全年发电量增加。而系统发电量最大时对应的遮挡比例即为系统的最佳遮挡比例。     

局部阴影条件下光伏电池建模与输出特性仿真

针对目前所提出的局部阴影条件下光伏电池数学模型比较复杂,在仿真中应用较为困难的问题,对均匀光照条件下的工程用数学模型进行改进,使之在Matlab软件仿真中可搭建出带有物理接口的模型,无需进一步理论推导,只要正常串并联就可实现任意环境下任意规模光伏阵列的仿真。利用该模型分别对局部阴影条件下的光伏组件、4组件串联阵列及{4×4}光伏阵列进行仿真,通过输出特性的对比,探究了光伏组件的串联与并联结构对其输出功率的影响,为光伏系统的设计提供参考。     

光伏组件超配的经济性分析

太阳能资源的特点造成光伏组件出力基本达不到标称功率,电气设备利用率低;改变光伏组件和电气设备的容配比以提高电气设备利用率,可有效降低光伏度电成本。以太阳能资源较好格尔木市和较差的南京市的太阳能资源为基础,通过计算不同容配比光伏组件出力经折减后到达逆变器时的功率,分析了不同容配比下的功率限制比,从而计算出不同容配比下的发电量增加;对不同容配比下的初始投资、年运营成本增加进行了计算;对增加部分投资的收益率进行了分析。     

基于PLC的太阳能聚光伺服跟踪系统的设计

太阳能是一种具有开发潜能的能源,但目前太阳能的利用率不高,理论分析证明,采用跟踪技术可以提高37.7%的能量接收率。本文提出了基于可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)的太阳能跟踪系统,使光伏模块能实时跟踪太阳光照,从而获得最大的太阳能。太阳能跟踪系统构建了由光敏元件检测和比较,方位角和高度角双轴机械跟踪定位系统组成的自动控制装置。     

人类理想的能源:太阳能

太阳能光伏发电简介太阳能光伏发电,是一种利用太阳能电池组件,将太阳能直接转变为电能的新型先进的发电方式。太阳能电池,又称光伏电池,其发电的原理是光生伏打效应。当太阳光照射到太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子-空穴对。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效     

ARM7处理器太阳能光伏发电自动跟踪控制系统

目前光伏发电的一个应用瓶颈是发电效率低,制约了光伏发电的应用和发展。设计自动跟踪的光伏发电系统是提高光伏发电效率的一种重要途径。自动跟踪系统有利于使太阳光线尽可能地垂直入射于太阳电池板,使电池板最大限度地获得太阳辐射能量。从工程应用实际出发,采用ARM7处理器为主控芯片,设计了光伏发电自动跟踪控制系统及嵌入式光伏MPPT控制方案。该系统由太阳跟踪器和二维平面支架控制器组成,通过GPS提取相应数据,计算出太阳的高度及方位角度。而后通过PWM调速方式驱动电机,对光伏发电二维平面支架进行适当调整,从而实现对太阳的自动跟踪。实验结果说明该控制器能有效地提高太阳能的利用率。     

太阳能LED教室照明系统控制器的研究与设计

随着科技的发展进步,太阳能由于其的使用安全和卫生已经逐渐进入了人们的家庭当中,而太阳能照明系统主要是由光伏电池组件、蓄电池、控制器和照明负载等主要器件组成。光伏电池组件将接收到太阳光能转变电能储存在蓄电池之中,控制器将根据用户的需要控制蓄电池向照明负载供电或断电,因此控制器关系着整个太阳能照明系统的重要作用。本文主要从太阳能光伏系统的应用特点和大功率LED的驱动特点,结合当前学校教室照明系统的控制器要求,并对针对当前控制存在的不足,提出一种对于光伏系统的蓄电池防过充、过放保护的控制器制作方法。