滑模变结构控制的最大功率点跟踪方法及实验

针对太阳能光照不稳定会对光伏电池效率的提升产生很大限制问题,通过提高对光伏电池中最大功率点的跟踪效率,采用较为新颖的基于滑模变结构控制对最大功率点进行跟踪与升降压DC--DC变换电路结合使用的综合策略来解决.研究结果表明:该方法取得了较快的跟踪速度与较好的稳定精度,在自适应性和抗干扰性上体现出了很大的优势;同时也具有较强的理论价值和可操作性.     

基于串联型DC module的光伏发电系统研究

提出了一种基于串联型直流功率单元（DC module）电路的光伏发电系统,讨论了采用单端反激变换器实现的DC module电路。由于反激变换器用于升压变换时变压器原边电流较大,当并联使用时效率较低,为了减小DC module电路升压压力,提高每组变换器能量传输效率,采用串联形式的DC module电路,且每组DC module电路使用独立的最大功率追踪算法,由此组成的光伏发电系统提高了DC module电路的升压效率,且可以实现每块光伏电池板的最大功率点跟踪,解决了不同光照（阴影）、不同规格以及不同朝向等因...     

遮挡条件下的光伏阵列最大功率点跟踪

光伏发电系统在遮挡条件下会出现阴影效应,为了解决光伏阵列最大功率点跟踪方法精度低的问题,提出一种光伏阵列最大功率点跟踪方法.根据光伏发电系统的结构和局部遮挡条件下的最大功率点输出特性,由光伏电池等效电路建立光伏电池的数学模型,采用人工鱼群算法实现光伏阵列最大功率的轨迹跟踪,并在Matlab实验平台上测试其有效性.该方法克服了传统方法的局限性,能够对光伏阵列最大功率点进行高精度跟踪,提高了光伏阵列最大功率点的跟踪效率,改善了光伏发电系统的工作性能.     

基于自适应占空比扰动的MPPT算法研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点跟踪.在Madab/Simulink环境下,对光伏电池进行建模,通过模拟任意太阳辐射强度和环境温度,建立光伏模块特性曲线.并采用Boost电路作为DC-DC变换器完成阻抗变换,在对常规占空比扰动的MPPT算法研究基础上,提出一种自适应占空比扰动的MPPT算法.实验结果表明,...     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

光伏发电系统MPPT固定频率滑模控制

基于光伏电池的数学模型,采用Buck电路作为实现电路,以开关周期平均状态概念为基础,建立光伏发电系统的平均状态数学模型.基于滑模控制理论和光伏电池的工作特性,设计了光伏发电系统最大功率点跟踪固定频率滑模控制器,对控制器的固定频率滑模控制算法采用Lyapunov方法进行了存在性和稳定性分析.在理论分析基础上,对光伏发电系统及固定频率滑模控制器进行了数字仿真和实际物理系统实验.仿真和实验结果表明,所设计的固定频率滑模控制器抖振很小,能很好地实现光伏发电系统最大功率点跟踪,控制算法实用有效.     

基于改进萤火虫算法的光伏最大功率点跟踪

光伏电池的最大功率点跟踪是实现光伏系统高效发电的关键技术.分析光伏阵列的输出特性,提出一种改进的萤火虫算法(IFA).将混沌理论与正态分布引入传统萤火虫算法(FA),提高全局搜索范围并避免陷入局部最优;在MATLAB中搭建模型进行仿真.结果表明:该改进算法在均匀光照、局部遮阴和温度突变时均能快速精准地实现对全局最大功率点的跟踪和控制,提高了光伏阵列的发电效率.     

光伏发电非线性步长最大功率跟踪算法

针对光伏发电最大功率跟踪速度慢、损耗大的问题,提出一种非线性步长最大功率跟踪算法.将matlab仿真结果与实验测得数据进行对比表明:在光照强度、温度等外界环境改变的情况下,系统能快速稳定的跟踪到最大功率点,减少了波动造成的损耗,有效提高了光伏发电系统的效率.     

太阳能光伏板角度控制实验教学系统设计

针对目前太阳能光伏发电技术中太阳能光伏板大多数采用固定安装方法,导致太阳能转化效率较低的问题,设计了一种用于实践教学的太阳能光伏板角度控制系统。系统以STM32单片机作为控制器,以双轴跟踪装置作为执行机构,以视日运动轨迹和光电跟踪相结合跟踪太阳光。实验结果表明,系统可以较为准确地跟踪太阳光,提高了太阳能的转化效率。该系统的实验教学过程,对于提高学生的实践动手能力有着重要意义。     

太阳跟踪控制系统设计

为了提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,在实验室现有控制系统的基础上设计了一种基于Cortex-M3内核的太阳自动跟踪控制系统.该系统采用视日运动和四象限传感器反馈相结合的太阳方向传感方法,并增加了独立的光强传感器来确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);详细论述了跟踪控制系统的机械机构,硬件电路设计和软件设计.测试表明:该跟踪系统功耗低、性能可靠、控制精度理想,可实现太阳跟踪,满足聚光光伏发电的控制要求.     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

一种适用于牧区的新型太阳能系统

青藏高原太阳能资源丰富,海拔高,气温低,人烟稀少,常规能源稀缺,饮水,用气等生活必须较为困难.针对这一情况,设计了一种适用于高原牧区的新型太阳能系统,该系统将太阳能光电转换技术和太阳能集热技术综合利用,在发出电的同时,还能为牧民提供热水,饮用水.同时,光热、光电系统的集成大大提高了系统的综合效率,让光伏板在处于温度频繁突变的不利工作环境下也能正常工作.实验结果验证了该系统的有效性.     

光伏并网发电控制系统的研究

针对光伏并网发电系统的控制方法,分析了太阳能电池的基本原理,给出了太阳能电池的功率输出特性;为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,给出了采用电导增量法的太阳能电池最大功率点跟踪的控制策略;对于光伏并网逆变器,采用的是全桥逆变电路,其直流侧为电压型输入,交流侧为电流型输出,并通过滞环比较的控制方式对并网输出电流进行控制;最后建立了并网发电系统的仿真模型并进行仿真,结果显示并网电流能够很好的跟踪电网电压。     

Efficient organic photovoltaic diodes based on doped pentacene

Recent work on solar cells based on interpenetrating polymer networks and solid-state dye-sensitized devices shows that efficient solar-energy conversion is possible using organic materials. Further, it has been demonstrated that the performance of photovoltaic devices based on small molecules can be effectively enhanced by doping the organic material with electron-accepting molecules. But as inorganic solar cells show much higher efficiencies, well above 15 per cent, the practical utility of organic-based cells will require their fabrication by lower-cost techniques, ideally on flexible substrates. Here we demonstrate efficiency enhancement by molecular doping in Schottky-type photovoltaic diodes based on pentacene--an organic semiconductor that has received much attention as a promising material for organic thin-film transistors, but relatively little attention for use in photovoltaic devices. The incorporation of the dopant improves the internal quantum efficiency by more than five orders of magnitude and yields an external energy conversion efficiency as high as 2.4 per cent for a standard solar spectrum. Thin-film devices based on doped pentacene therefore appear promising for the production of efficient 'plastic' solar cells.     

高倍聚光光伏模组中菲涅尔透镜沿光轴方向的光照非均匀性变化及影响

对于菲涅尔透镜作为主要聚光器件的高倍聚光光伏模组,应用中通常把多结电池放置于透镜焦平面处,然而光学系统非理想性造成焦平面处的光照非均匀性,会影响三结电池及模组整体的输出特性。本文通过光线追踪模拟和三维三结电池网络模型,分析沿光轴方向不同位置,菲涅尔透镜聚光光照非均匀性的变化,以及对高倍聚光光伏模组的影响机理和优化。结果表明沿光轴填充因子与光照非均匀性有密切关系,沿光轴不同程度的光照非均匀性导致不同程度的横向电流,填充因子随之发生变化,在远离焦平面的位置存在更优的填充因子,提升最大输出功率。实验结果也很好地验证了模拟的结果,本文结论对实际应用中高倍聚光光伏模组的结构优化有参考意义。     

具有负反馈特征的光伏-温差联合发电模型与效率分析

太阳能电池输出功率随着温度升高而降低,半导体温差发电模块输出功率随着温差的增大而升高.结合两者输出功率随温度变化的关系,利用烟囱效应巧妙设计了一套具有负反馈作用的光伏 温差联合发电系统,并对其进行了效率和环境分析.结果表明:系统处于稳定工况时,温差模块可以提供输出功率4.3 W,光伏电池比自然冷却方式下的输出功率增加6.9%,系统的光电转换效率增加1.42%,效率达到12.06%,在寿命期内比火力发电减排NOx 9.7 kg、CO2 742.9 kg、SO2 9.6 kg;系统可以有效地控制电池板与环境的温差在22 ℃左右,增加电池板的使用寿命,这对可再生能源的应用具有理论指导意义.     

太阳能光伏电站场址选择问题的探讨

太阳能是环保、安全的可再生能源,伴随能源危机和环境污染问题的出现受到了越来越广泛的关注.基于太阳能发电的需求,全面认识太阳能光伏发电的原理和光伏发电系统的组成,把握影响光伏电站发电量的因素具有现实意义.结合云南省某光伏电站工程实例,探讨了太阳能光伏电站场址选择的相关技术问题,并对其进行了总结,为太阳能光伏发电场址选择提供借鉴.     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

中国太阳能光伏发电的发展现状及前景

太阳能是一种取之不尽、用之不竭、洁净安全的可再生资源,是5种新能源中发展潜力最大,被认为是21世纪化石能源的最佳替代者之一。介绍了太阳能光伏发电的原理、特性及发展现状,认为世界潮流的推动、国家政策的支持和行业自身的改进升级必将使太阳能光伏发电获得长足的发展。