臺灣博碩士論文加值系統

在全球節能減碳的潮流趨勢下，再生能源開發及溫室氣體減量等，皆成為當前全球電力供應的重要課題。就目前台灣的天然條件而言，洋流、太陽能以及風力是最具有發展潛力的，但由於洋流發電技術尚未成熟，目前還無法有效利用，而風力發電的應用則受限於供應不穩定、環境條件限制以及成本偏高等因素。在考量自然環境限制以及技術發展成熟度等條件之下，太陽光伏電池發電是最值得開發的替代能源選項。
因此，本文的目的是致力於太陽光伏電池陣列在無遮蔽與不同風速的情境下，運用 MATLAB / Simulink建模與模擬，發展含熱動模型之太陽光伏電池之完整模型，及開發新式的模糊最大功率點追蹤(MPPT)方法。

In the global trend of energy saving and carbon emission reduction, the renewable energy development and greenhouse gas reduction have become one of the important issues for world electricity supply. Owing to the geometrical conditions of Taiwan, power generation using ocean current, solar and wind energy are the most promising. However, ocean current power generation technology has not been used effectively, while wind power applications are limited due to supply instability, environmental conditions and some high cost factors. In consideration of the natural environments and technology maturity under such conditions, solar photovoltaic power generation has been proven powerful in developing alternative energy.
The purpose of this thesis is dedicated to develop maximum power point tracking (MPPT) controllers for solar photovoltaic cell arrays under no shading and under wind situations. After the development of the complete model of photovoltaic cells with the thermal dynamic model, such MPPT controllers are designed using sliding mode control method, gradient decent approach and fuzzy control logics. The effectiveness and merit of the proposed MPPT controllers are exemplified by conducting several simulations via Matlab/Simulink modeling.

目錄
中文摘要........………………………………………………………………i
英文摘要 .....………………………………………………………………ii
致謝........………………………………………………………………… iii
目錄........………………………………………………………………… iv
圖目錄........………………………………………………………………viii
表目錄.............…………………………………………………………...xiii
符號表.............…………………………………………………………...xiv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2太陽能光伏發電系統現況 4
1.3國內外相關研究情形 7
1.3.1電壓迴授法 8
1.3.2功率迴授法 9
1.3.3擾動觀察法 10
1.3.4三點權位比較法 12
1.3.5增量電導法 14
1.3.6實際量測法 15
1.3.7短路電流法 16
1.3.8各種最大功率點追蹤法(MPPT)之比較 17
1.4研究動機與目的 18
1.5論文組織架構 19
第二章 具動態熱模型之太陽光伏電池陣列模型建立與電腦模擬 20
2.1前言 20
2.2太陽能光伏電池陣列等效模型 20
2.2.1通用型太陽光伏電池模型 20
2.2.2太陽光伏電池的熱模型 23
2.2.3內部串聯電組 之計算 24
2.3電腦模擬與討論 26
2.3.1不具動態熱模型電腦模擬 26
2.3.2具動態熱模型電腦模擬 29
2.3.2.1熱模型線性電腦模擬圖 29
2.3.2.2非線性動態熱模型電腦模擬圖 31
2.4本章結論 34
第三章 模糊最大功率點追蹤控制法則與電腦模擬 35
3.1前言 35
3.2昇壓型直流對直流轉換器之原理與數學模型 36
3.2.1 昇壓原理說明 37
3.2.2動態模型推導 39
3.3模糊滑動最大功率點追蹤(MPPT)演算法 43
3.3.1最大功率點追蹤控制法則 43
3.3.2模糊滑動最大功率點追蹤控制法則 44
3.3.2.1滑動最大功率點追蹤控制法則 45
3.3.2.2模糊滑動最大功率點追蹤控制法則 49
3.4模糊增量電導功率點追蹤(INC MPPT)控制 51
3.5電腦模擬與討論 53
3.5.1滑動最大功率點追蹤控制之電腦模擬 54
3.5.2模糊滑動最大功率點追蹤控制之電腦模擬 56
3.5.3增量電導最大功率點追蹤控制之電腦模擬 58
3.5.4模糊增量電導最大功率點追蹤控制之電腦模擬 60
3.6本章結論 60
第四章 部分遮蔽時之太陽光伏電池串並聯特性研究 63
4.1前言 63
4.2 部分遮蔽時之太陽光伏電池模組的特性 64
4.2.1多太陽光伏電池並聯之特性 66
4.2.2多太陽光伏電池串聯之特性 69
4.2.2.1 無旁路二極體之串聯 69
4.2.2.2 有旁路二極體之串聯 71
4.2.2.3 多太陽光伏電池並串聯之輸出特性 75
4.3 本章結論 78
第五章 總結與未來研究建議 79
5.1 總結 79
5.2 未來研究建議 79
參考文獻 81

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