基于智能旁路二极管对遮阴影响下的太阳能模组优化设计

为了避免光伏电池在局部遮挡情况下的热斑效应,通常在一定数量电池元的两侧并联旁路二极管,然而由于旁路二极管的反向偏置,容易造成模组的局部加热现象,不可避免地导致光伏组件损坏或过早的失效。因此,提出智能规划旁路二极管的拓扑结构,结合串并联的光伏阵列拓扑建立了电路模型,并将太阳能模组电压的大小作为控制二极管拓扑结构的开关状态的判定规则,降低旁路二极管的导通损耗,最大限度地提高电池板的输出电能与使用年限。进一步探究了基于智能控制系统的MPPT策略,在计算获得GMPP点所在的UOVSR区间后,对该特定的区域采用优化粒子群算法进行最大功率点寻优。仿真结果表明该算法可以快速跟踪到GMPP。该方法利用小区域搜索代替全局搜索,具有速度快和准确性高的特点,可有效降低跟踪过程中的能量损耗。     

考虑旁路二极管故障的光伏组件数学建模及功率特性分析研究

在光伏组件中引入旁路二极管是目前解决组件中电流失配问题的主要手段,但是当旁路二极管故障时,不仅会导致光伏组件的功率损失,极端情况下还会引发火灾。考虑到目前针对旁路二极管故障尚缺乏有效的检测手段,本文根据光伏组件中旁路二极管的工作原理和热特性,建立了一种考虑旁路二极管的光伏组件数学模型,分析了旁路二极管故障时光伏组件的输出特性;最后,搭建了并网光伏系统模型,分析了旁路二极管损坏对光伏系统最大功率跟踪控制的影响,为光伏系统故障诊断提供了理论依据。     

局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用

本文通过分析局部阴影条件下,光伏阵列旁路二极管和阻断二极管对其输出特性的不同影响,区别出旁路和阻断二极管减小功率失配损失的效果。采用适用于建立局部阴影条件下光伏阵列电路模型的Matlab自带solar cell双二极管电路模型,代替构建复杂的数学模型。仿真试验验证了光伏电池短路电流随辐照度线性变化,旁路二极管不同配置方式对应光伏阵列输出特性变化明显,光伏电池开路电压随辐照度非线性变化且变化范围更小,阻塞二极管配置前后对应输出特性变化小。     

基于MPPT的太阳能光伏充电控制器研究

介绍一种基于单片机的光伏电池充电器MPPT控制方法。该控制器将太阳能光伏电池和MPPT充电系统作为一个整体,通过精确采样电压值和电流值形成反馈,在日照强度及环境温度大范围变化时仍然可以快速、准确地跟踪太阳能电池的最大功率点。     

基于MPPT的智能太阳能充电系统研究

实现了一种通过单片机控制开关电源使光伏电池给蓄电池充电的设计方案.系统使用单片机控制反激式开关电源,并精确采样电压值和电流值,形成反馈.采用最大功率点跟踪(MPPT)算法,实现了系统工作的高效率.软件和硬件都对系统进行了保护,实现了系统工作的安全性和可靠性.此外给出了实际使用结果,由结果可知,系统工作正常,达到了预期的性能.     

LED模组热性能测量的研究

尽可能把LED芯片热量散发出去,才能使LED工作在一个合适的温度,保障其性能。研发了一种新装备测量LED模块/光组件的前向、后向散热功率。发现随着LED模组输入功率的增大,光功率和前向热功率逐步呈饱和趋势,其所占总输入功率的比例是不断下降的,而后向热功率是呈逐渐上升趋势,其所占总输入功率的比例是不断增大的。通过对同一LED模块/光组件的不同发光方向光功率的比较,发现LED模块/光组件在高温时热性能趋于一致,而且温度越高,趋势的差别越少。     

基于AVR的太阳能水体净化系统研究

针对当前水体富营养化问题日益严重的情况,提出了基于AVR的太阳能水体净化系统.以太阳能电池为动力,通过提升螺旋桨,使底层水体以辐射流的形式与表面空气充分接触,提高溶解氧含量,增强水体的自净能力.通过算法实现最大功率点跟踪和能量的合理分配.设计了充放电控制器,实现了太阳能电池和蓄电池的自动切换.通过RF无线收发模块,实现...     

独立光伏系统中太阳能充电器的研究

首先介绍了独立型光伏系统的一般结构,然后对其中的充电器部分作了重点研究.提出了太阳能充电器的设计.介绍了几种常用的最大功率点跟踪(MPPT)方法,其中重点研究了扰动观察法(Pertub&Observe,简称P&O法).并给出了P&O法的软件流程设计.在Matlab中建立了太阳能电池的仿真模型,借以对P&O法的软件流程进行仿真验证.描述了蓄电池的充电控制策略.给出了三阶段充电的具体软件实现方法.实验证明了该太阳能充电器的可行性,其充电效率达到87.6%.     

基于FPGA的太阳能MPPT算法实现的研究

最大功率点跟踪(MPPT)算法是太阳能发电系统常用的控制算法,大多数系统利用微控制单元(MCU)实现.在此利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种低成本的太阳能MPPT的电路,探讨了系统硬件的组成、各功能部分接口实现的方法.用Verilog语言实现了ADC控制器、乘法器、MPPT算法及PWM波波形发生器.并通过Modelsim平台对设计电路进行了仿真,最后在CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片上实现下载.实验结果表明电路工作正常,达到了设计要求,为太阳能发电系统的系统级芯片(SoC)控制打下了基础.     

太阳能电动车最大功率跟踪器的研究与开发

为减少对传统能源的依赖,需要开发一些替代能源,因此太阳能的开发利用便应运而生。但太阳能的发电特性取决于太阳能辐射强度和环境温度,故人们提出了不同的控制算法使光伏发电系统工作在最大功率点(MPP)。这里提出一种改进的新型MPP控制算法,即分段自适应爬山法。对太阳能电动车,最大功率点跟踪器硬件电路以及改进方法的软件进行了设计。最后通过实验分析表明,与爬山法相比,分段自适应爬山法的跟踪效果较为明显。     

高能效直流模块式光伏发电系统性能评估

在住宅和建筑集成应用中，光伏发电系统易受局部阴影和光照条件不同引起的光伏组件电气参数失配的影响，导致系统的能量转化效率较低，甚至可能形成热斑，损坏组件。为了提高光伏发电系统在阴影和失配条件下的能效，保护光伏模组，本文提出了一种基于并联直流模块的光伏发电系统结构，并与已有的串联直流模块和旁路直流模块式光伏发电系统进行了比较分析，综合评估了3种高能效直流模块式光伏发电系统的性能和特点。     

Developed Modeling and Numerical Simulation for Mismatching Photovoltaic Performance Evaluation

A simplified simulation method was described for charactering mismatching photovoltaic performance integrated with bypass and string diodes, which are configured additionally compared with the tradition design for avoiding deterioration to modules in series or in parallel connection. The Newton-Raphson method was adopted for numerical simulations, with some computation problem discussed for fast convergence. It was proven to be suitable and effective when model validation coinciding with manufacturer specification. Furthermore, maximal power point (MPP) peak positions were reviewed roundly via simulations of the total characteristic curves. Multi-power peaks with multi-diodes installed were also investigated. The proposed method can be benefit for better comprehension on the physical circuit and provides greater program expansibility, and such simulation researches should be applicable for manufacturer to evaluate the configuration of photovoltaic module. © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

光伏遮阳组件在光伏建筑一体化中的应用

介绍了光伏遮阳系统的安装形式,讨论了遮阳效率与光伏发电效率的关系。重点阐述了一种双面玻璃多晶硅光伏遮阳组件的制作、结构以及特点。对该组件在上海太阳能工程技术研究中心项目中的应用情况作了详细的阐述,希望为其他光伏工程应用提供借鉴。     

A Power Output Estimate of Cylindrically Shaped Flexible Photovoltaic Module with Polygonal Approximation

Flexible photovoltaic (PV) modules have received a great deal of attention for use in PV systems. At present, the most important issue to be resolved is the optimum shape of flexible PV modules for obtaining maximum power output. A design tool specifically tailored for the flexible PV module is required for this purpose. In the present study, a new method is proposed for estimating the power output of a cylindrically shaped flexible PV module, taking into account the uneven irradiation and temperature that occurs for a curved surface. The average irradiation over the area of the entire module is used in the equation of the proposed method. The temperature is calculated based on the root mean square (RMS) of the irradiation over the area of the entire module. The average and RMS of the irradiation are calculated based on the directional dependence of the global horizontal irradiance. The estimated and measured power outputs are compared. The error rate of the total power output is 2.6%, and the mean absolute percentage error of the power output is 6.8%. The proposed method can reduce the amount of calculation to compare with a conventional method having the same mean absolute percentage error.     

基于LabVIEW太阳能电池最大功率点跟踪研究

为了获得太阳能电池最大功率点时的电压、电流、功率数据,根据太阳能电池模型及其输出功率曲线的单峰性,提出了利用LabVIEW和电子负载实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)方法.该方法以LabVIEW和电子负载为核心,实现采集并记录电子负载的电压、电流、功率数据的功能,并根据这些数据实时对电子负载进行控制,完成人阳能电池的MPPT.该方案稳定可靠、开发周期短.     

基于智能功率模块的光伏并网发电系统设计

近年来,光伏并网发电逐渐成为光伏应用的主流,对光伏并网发电系统的研究必将推动光伏并网发电技术的发展,进而增加光伏在能源替代中的作用.IPM50B5LA060是三菱公司推出的光伏专用智能功率模块,提出了基于该功率模块的光伏并网发电系统设计方案,详细介绍了系统主电路、模块外围接口电路的设计,并制作了实验样机.实验结果证明了...     

光伏防雷汇流箱增设防反二极管必要性探讨

介绍了光伏电站用光伏防雷汇流箱的组成,重点分析了汇流箱中防反二极管的作用,提出对于层面中站尤其用户型中站安装防反二极管的必要性。     

负载适应型光伏模块集成式变换器设计

此处研究了负载适应型模块集成式变换器(MIC)的有限状态机及最大功率点跟踪(MPPT)算法。利用状态空间平均法求解变换器在输出电压控制模式下的传递函数并设计了控制器:分析了MIC在不同运行工况下控制变量的特征,并以此为依据设计了系统的有限状态机,实现了控制回路层面上状态快速切换;为有效解决光伏MPPT快速性与最大功率点稳态振荡的问题,光伏MPPT采用变步长电阻增量法。系统采用dsPIC33FJ06GS606数字信号控制器实现底层闭环控制的有限状态机与MPPT算法,并通过样机实验验证了系统设计的可行性。     

光伏组件热斑对发电性能的影响

针对光伏电池上的热斑问题,分析了热斑生成的原因和对发电性能的影响,介绍了红外热像仪检测热斑的方法,并探讨了用旁路二极管解决热斑危害的可能性,以提高光伏电池组件的寿命。