光伏发电最大功率控制系统的研究

光伏发电最大功率控制系统的研究 2013年第 l9期 SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION 0本刊重稿0 科技信息光伏发电最大功率控制系统的研究张伟亮张鸿黄天柱方修业 (贺州学院机械与电子工程学院。广西贺州 542800) 【摘要】通过对太阳能电池的研究，提出以 STC89C52单机片为控制核心，采用 MPPT技术对太阳能电池板进行最大输出功率跟踪控制．并通过光敏二极管感光元件进行辅助性控制．从而提高了太阳能电池板的输出功率的利用率【关键词】ST89C52单片机；MPPT技术...

2013年第 l9期 SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION 0本刊重稿0 科技信息光伏发电最大功率控制系统的研究张伟亮张鸿黄天柱方修业 (贺州学院机械与电子工程学院。广西贺州 542800) 【摘要】通过对太阳能电池的研究，提出以 STC89C52单机片为控制核心，采用 M ppt 技术对太阳能电池板进行最大输出功率跟踪控制．并通过光敏二极管感光元件进行辅助性控制．从而提高了太阳能电池板的输出功率的利用率【关键词】ST89C52单片机；MPPT技术；功率 Research on the M aximum Power of the Photovoltaic Power Generation Control System ZHANG W ei—iiang ZHANG Hong HUANG Tian-zhu FANG Xiu—ve (School of Mechanical and Electronics Engineering，Hezhou Univ，Hezhou Guangxi 542800，China) 【Abstract】Thr0ugh the study of the solar cell analysis，Propose to STC89C52 MCU as the control core through the study of solar cells，Using MPPT technology for maximum OHtpat power tracking control of solar panels，and supplementary control through the photo diode sensor，SO as to im- prove the efficiency of the output power of solar pan els．【Key words】STC89C52 MCU；MPPT technology；Power 0 引言随着能源危机和环境污染日益成为全球性问题．现阶段太阳能的利用．特别是利用太阳能进行光伏发电．越来越受到人们的重视。在太阳能供电系统中．太阳能输出是非线性的．功率和电压有着一定的非线性关系．所以通过对太阳能电池板的输出电压的跟踪．也就意为着对最大输出功率的跟踪定位．从而让电池板保持高功率的输出从最快定位太阳能电池板最大输出功率为出发点．先采用光敏二极管感应控制电路进行太阳光垂直跟踪．之后采用 MPPT恒压跟踪法进行最大功率跟踪．这两种跟踪系统的配合可以大大缩短跟踪控制时间．更高效的利用太阳能电池板 1 系统总体设计结构以STC89C52作为数据处理中心，并发出控制指令(图 1) — — — J＼ — — 图 1 系统结构框图光敏二极管为感光元件，主要是为太阳光垂直跟踪提供依据：步进电机带动电池板转动．从而实现对太阳光的垂直跟踪：MPPT控制采用恒压跟踪法进行最大功率跟踪，控制简单，容易实现。振荡电路为单片机提供稳定的脉冲．这样单片机才能稳定工作．系统性能才能稳定运行：复位电路主要是为了在单片机在运行的时候受到外来很强的电磁干扰，出现运行错误．这样我们就可以通过复位电路进行单片机复位，让控制程序重新运行：四组 J7、J6、J5、J4端口的延伸，主要是为了以外围电路更好的接线(即拔、插)，在系统调试的时候．也可以很方便 2．2 光敏二极管感应电路将四个完全相同的光敏二极管分别放置于一块太阳能电池板东西南北四个方向边沿处的下方．太阳光垂直照射电池板时．四个光敏二极管均未受到太阳光照射．二极管不导通．电机不转动当太阳光照射的方向与电池板垂直方向有夹角时．其中四个光敏二极管中一定有受到太阳光照射的．二极管导通．经单片机及 D／A数据转换驱动步进电机，调整电池板的方位，直到与太阳光垂直照射。 2．3 MPPT控制此为反相比例运算电路．是用来测量太阳能电池板的输出电压的，可以用以下公式表示： R，一 u。为 p1．4的输出电压，u，为太阳能电池板的输出电压为u。的 3．6倍．然后单片机就根据这个电压进行电压跟踪．采集到的数据将传回单片机．将与最大功率所对应的电压比较．如果相等就不发出控制指令．如果不相等，就发出相对应的控制指令，这样的控制电路简单，容易实现。因为有光敏光二极管的辅助控制，他的准确性将得到提高，它也满足我们生活所用的要求 2 系统硬件电路设计 3 总结 2．1 单片机最小系统(图 2) 图2 单片机系统单片机最小系统的核心部分有单片机芯片、振荡电路及复位电路。 21世纪以来．随着能源的日益枯竭．环境污染的日益加重．越来越多的国家开始青睐太阳能这种清洁环保的可再生能源．而太阳能控制系统是太阳能光伏系统中最重要的组成部分．其性能的好坏直接影响着整个系统的可靠性和工作效率．因此．对其硬件电路结构的设计和软件的编写显得尤为重要本设计主要针对小功率光伏系统进行功率最大控制．结合了许多重要的理论．在总结许多的实践经验基础上设计出的一种工作可靠、体积小巧的智能光伏发电系统其对落后的西部地区、边远山区和孤立小岛等用电困难的地区有重要的参考价值．具有较好的推广和应用价值。l 【参考文献】 [1]沈国良，赵旭升．太阳能光伏发电系统的原理及其发展lJ1_科技创新导报， 2008，1：7． [2]张清敏，潘永雄，郑凌宵．基于单片机的自适应软件解码方式的研究【JI．电子设计工程．2011(18)． [3]王长贵，王斯成．太阳能光伏发电实用技术[M1．北京化学工业出版社，2005 [4]吴小雨，王开宝．光伏发电跟踪控制系统设计l JI_机械工程师，2009(1)：129— 130． [5]林渭勋觑代电力电子电路[M]航州浙江大学出版社，2006． ※基金项目：此文为贺州学院大学生创新项目成果，项目编号为2013DXSCX09。作者简介：张伟亮(1982～)，男，硕士，讲师，从事电气工程及其自动化教学及高压设备生产研发。 [责任编辑：周娜]

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