臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在研製一當照度及溫度條件大幅變化情況下具最大功率追蹤之太陽能蓄電池儲能系統，追蹤器採用擾動觀察法之設計以獲得最大功率輸出，此追蹤器可快速地追蹤太陽能電池能源輸出之最大功率點。以dsPIC30F晶片來實現蓄電池充電器並透過RS232將所測得之發電量傳回電腦以進行分析。太陽能電池在各種照度情況之下，經由光電轉換之後皆可產生最大功率輸出，並將發電量回存至鉛酸蓄電池，以提供其他負載使用。

This work implements a solar power battery energy storage system（BESS）with maximum power point tracking（MPPT）under substantial variation in temperature and intensity of illumination. The tracker was designed using the perturbation and observation method to track rapidly the maximum power point of the energy output of the solar cells. The power generation data were transmitted to computers via RS232 for analysis and a battery charger was realized using a dsPIC30F chip. The maximum power was output following photovoltaic transformation under varying intensity of illumination and the power generated by the solar cells was fed back to the lead-acid battery to supply the load.

中文摘要------------------------------------------------------------------------------I
英文摘要-----------------------------------------------------------------------------II
誌謝----------------------------------------------------------------------------------III
目錄----------------------------------------------------------------------------------IV
圖目錄------------------------------------------------------------------------------VII
表目錄-------------------------------------------------------------------------------XI
第一章 緒論----------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究意義及背景---------------------------------------------------------1
1.2 研究動機------------------------------------------------------------------4
1.3 論文大綱------------------------------------------------------------------7
第二章 太陽能發電系統簡介--------------------------------------------------9
2.1 前言------------------------------------------------------------------------9
2.2 太陽能發電系統簡介 --------------------------------------------------10
2.3 太陽能光伏轉換原理與等效電路簡介-----------------------------12
2.4 常見的最大功率追蹤法則------------------------------------------- 17
2.4.1 擾動觀察法------------------------------------------------------18
2.4.2 實際量測法------------------------------------------------------20
2.4.3 三點權位比較法 -------------------------------------------------21
2.4.4 電壓迴授法------------------------------------------------------24
2.4.5 直線近似法------------------------------------------------------25
2.4.6 增量電導法 -------------------------------------------------------28
2.4.7 功率迴授法 -------------------------------------------------------29
2.4.8 各種最大功率點追蹤法（MPPT）之比較-----------------31
2.5 本論文所使用之最大功率追蹤法----------------------------------32
第三章 鉛酸二次蓄電池簡介-------------------------------------------------33
3.1 前言----------------------------------------------------------------------33
3.2 電池簡介 -----------------------------------------------------------------33
3.3 鉛酸蓄電池結構及原理 -----------------------------------------------38
3.4 鉛酸蓄電池的基本概念---------------------------------------------- 40
3.4.1 鉛酸蓄電池主要參數------------------------------------------41
3.4.2 鉛酸蓄電池基本特性------------------------------------------ 46
3.4.3 鉛酸蓄電池內部連接方式 -------------------------------------54
3.5 鉛酸蓄電池充放電特性 -----------------------------------------------54
3.6 鉛酸蓄電池充放電中的極化過程 -----------------------------------57
3.7 鉛酸蓄電池充放電等效電路 -----------------------------------------60
3.7.1 理想等效模型----------------------------------------------------60
3.7.2 戴維寧等效模型-------------------------------------------------61
3.7.3 等效電容模型----------------------------------------------------62
3.7.4 線性模型---------------------------------------------------------62
第四章 系統軟硬體規劃與設計--------------------------------------------- 64
4.1前言----------------------------------------------------------------------- 64
4.2 返馳式轉換器電路分析---------------------------------------------- 65
4.3 電路基本架構設計---------------------------------------------------- 70
4.4 週邊電路設計 -----------------------------------------------------------75
第五章 實際硬體製作與實驗結果------------------------------------------ 84
5.1 太陽能板之架設 --------------------------------------------------------84
5.2 太陽能板充放電控制器與資料擷取--------------------------------86
5.3 實際量測結果 -----------------------------------------------------------90
第六章 結論與未來展望-------------------------------------------------------97
6.1 結論 -----------------------------------------------------------------------97
6.2 未來展望 -----------------------------------------------------------------98
參考文獻---------------------------------------------------------------------------100

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