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研究生:連晟淇
研究生(外文):Sheng-chi Lian
論文名稱:高聚光型太陽能電池短路電流擾動補償追日系統開發
指導教授:董必正董必正引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:高聚光型太陽能系統短路電流追日補償系統
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高聚光型太陽能系統為目前最具潛力的太陽能發電系統,利用聚光模組將大範圍的陽光聚焦,並照射在太陽能電池上,如此可縮小太陽能電池面積,降低發電成本,且其因採用高效率的太陽能電池及大範圍聚焦,可提高發電量,但相對的,也因聚焦模式使對太陽入射光偏差角度敏感,當入射光偏差超過容忍範圍,發電量將大幅衰減。
因此本研究將以短路電流擾動混合軌跡追蹤法,先以太陽軌跡進行定位,再以短路電流作微擾動,當得到最大之短路電流時,將該位置點與定位點之誤差補償回軌跡公式,而此法確實可使機構老化、機構誤差以及定位誤差等問題不影響高聚光型太陽能系統,也能得到最佳之輸出功率。

HCPV system is currently the most promising solar power systems, the use of large-scale concentrator module will focus sunlight and exposure on the solar cell, so can reduce the solar cell area, reduce electricity costs, and because of its high efficiency solar cells and a wide range of focus, can increase generating capacity, but the relative, but also because the focus mode enables sensitive to the sun incident angle of deviation, when the incident light deviation exceeds the tolerance range, generating capacity will be greatly attenuated.
Therefore, this study will be the short-circuit current disturbance mixed trajectory tracking method, first locate the sun trajectory, then short-circuit current as a perturbation, while getting the largest short-circuit current, the position of the anchor point and back trajectory error compensation formula and this law does allow aging bodies, institutions and other issues error and positioning error does not affect the HCPV system, but also to get the best output power.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
符號表 xi
一、緒論 1
1-1 研究背景及動機 1
1-2 文獻回顧 3
1-3 文章架構 5
二、太陽能發電系統 7
2-1 太陽能電池發電原理 7
2-2太陽能電池的種類 8
2-2-1 矽晶型太陽能電池 9
2-2-2 化合物半導體太陽能電池 10
2-2-3染料敏化太陽能電池 12
2-3太陽能電池的電氣特性 13
2-4 HCPV系統 16
2-4-1 菲涅爾透鏡 17
2-5太陽運行軌跡 18
2-5-1追日軌跡公式 19
2-5-2 ENEA太陽軌跡公式 20
2-6 太陽能追蹤誤差 24
三、短路電流擾動補償配合軌跡追日控制器 26
3-1短路電流量測架構 26
3-2硬體架構介紹 27
3-2-1 高聚光型太陽能電池 27
3-2-2 太陽能追蹤器機構 28
3-2-3 馬達驅動與減速機構 30
3-3 控制器介紹 32
3-3-1 微處理器dsPIC33FJ32GS610 32
3-3-2 短路電流訊號擷取模組 34
3-3-3 馬達驅動器模組 35
3-3-4 磁簧開關 36
3-4 追日控制器之設計 38
3-4-1控制器之控制箱配置 38
3-4-2 控制器之電路板Layout 40
3-4-3 控制器之LCD顯示器 41
四、控制系統與控制策略演算法 41
4-1控制系統 41
4-2 馬達PWM之開路驅動 43
4-3短路電流補償軌跡公式追蹤法 43
4-3-1短路電流追蹤補償之策略 43
4-3-2 突遇雲遮之短路電流擾動策略 45
4-4 太陽能追日系統程式流程 47
4-4-1 主程式流程 47
4-4-2 短路電流擾動流程 49
五、實驗與討論 50
5-1 實驗環境 50
5-2 實驗結果分析 51
六、結論與未來展望 58
6-1 結論 58
6-2 未來展望 59
參考文獻 60

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