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研究生:楊孟樺
研究生(外文):Meng-Hua Yang
論文名稱:強制循環式太陽能集熱系統最佳操作點追縱控制
論文名稱(外文):Optimal Design and Control of the Solar thermal collectorSystem
指導教授:黃秉鈞黃秉鈞引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:機械工程學研究所
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:循環泵最佳追蹤控制
外文關鍵詞:pumpoptimal control
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本研究旨在探討強制循環式太陽能集熱系統的最佳控制,藉由控制循環泵浦流量,使得系統在不降低集熱效果的條件下,能減少循環泵浦的耗電量,以達到系統的最佳操作目的。
首先定義一參考指標cost function 作為系統比較依據,接著分析流量的變化與此指標之間的關係,且利用控制循環泵浦來做實驗,最後探討系統的最佳操作點追縱工作原理與設計原則,並進行研製。在最佳點追蹤控制系統設計與製作後,探討追蹤控制系統在各操作條件下的測試結果,從中得到系統的最佳設計參數。
由本研究測試結果可知,只要強制循環式太陽能集熱系統的循環泵浦輸出流量能維持在最佳操作點上,系統不僅不會損失集熱效果,還能省下不少的電能。


The research focus on discussing about the Optimal Design and Control of the Solar thermal collector. Under the condition of the system without reducing the thermal collection, it could reduce the circled pump’s power consumption by controlling circled pump’s flowrate to achieve the goal of the system’s optimal operation purpose.
First of all ,the system’s comparative standard was defined by reference index cost function , and analyzed the relationship between the variety of flowrate and the index. Use the controlled circled pump to do the experiment. Final the research discussed the system’s optimal operation point to track the work rule and the design rule, and did the research. After doing the optimal point tracked controlled system design and the production, discussed the Test results of the tracked controlled system under all operational conditions. Get the optimal design index by those results.
By the results of the research, if it could keep the pump’s output flowrate of circled solar thermal collector upon the Optimal point, the system doesn’t only lose the solar thermal collector’s effect , but also save lots of electric power.


摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
符號說明 X
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2 文獻回顧 4
1.3研究內容 5
第二章 太陽能集熱系統 6
2.1太陽能集熱系統設計 6
2.1.1 太陽能集熱系統架設 6
2.1.2 太陽能控制系統設計 10
2.1.3 太陽能集熱系統測試 14
2.2 太陽能集熱系統動態模型 19
2.3集熱系統動態模型識別 20
2.3.1識別方法 20
2.3.2 之識別 25
2.3.3 之識別 29
第三章太陽能集熱系統最佳操作之價值函數與最佳追蹤控制系統設計 31
3.1 最佳操作點(Maximum Power Point,MPPT)現象 31
3.2 最佳控制原理 (step-up-step-down) 39
3.3控制系統設計 43
第四章 實驗測試與驗證 48
4.1最佳操作點追縱控制測試分析 48
4.1.1輻射量穩定與否 51
4.1.2 流量變化振幅大小 52
4.1.3 追縱控制需求 - 追縱器反應 >>系統反應 (Fc) 53
4.2最佳操作點追縱控制 (MPPT)實驗結果 54
第五章討論與結論 55
5.1討論 55
5.2 未來展望 56
參考文獻 57




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[10]黃秉鈞等 自然循環式太陽能熱水器性能改良與測試標準研究,經濟部能源委員會能源研究發展基金研究計畫782J1 , 78 年.
[11]黃秉鈞等 自然循環式太陽能熱水器性能改良與測試標準研究,經濟部能源委員會能源研究發展基金研究計畫792J6 , 79 年.
[12]黃秉鈞:『系統識別講義』,國立臺灣大學機械工程學系,98 年.
[13]黃秉鈞:『自動控制(一)講義』,國立臺灣大學機械工程學系.98 年.
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