臺灣博碩士論文加值系統

本文提出的實際型太陽光電（PV）模型可以廣泛用於業界中不同品牌的太陽能電池。該模型使用Simulink的圖形化使用者界面（GUI）來編製圖形和對話框令用戶方便使用。本文主要目的：精準算出串聯電阻( )及並聯電阻( )並且加入操作條件來提高模型的精準度。此外根據現有資料和在製造商的數據手冊，可由文中的公式來算出非線性的 特性。最後由實驗數據來驗證本文提出的模型數據，也表示出它的操作簡單，能友善使用和其模型的準確性。

This paper proposes a practical photovoltaic (PV) model to be extensively used for commercial PV modules and arrays of different cell type. The proposed model is programmed with both icon and dialog box using Simulink to have a user friendly graphic user interface (GUI) like the Simulink block libraries. The main objective of this paper is to improve the model accuracy by the exact selection of series and shunt resistance and the suitable parameter modification for the real operating conditions. Based on the available information in the Manufactures’ datasheets, the parameters of the nonlinear characteristics are determined by the built-in functions. Finally, the validation of the proposed model using the experimental data of a commercial PV module demonstrates its simplicity, user friendliness, and accuracy.
Keywords: practical photovoltaic (PV) model, Simulink, series resistance, shunt resistance

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
英文摘要 iv
誌謝 v
目錄 vi
圖目錄 viii
表目錄 x

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 論文架構 5
第二章 理論基礎 6
2.1 太陽能電池簡介 6
2.2 太陽能電池種類 6
2.2.1 矽太陽能電池 7
2.2.2 化合物太陽能電池 8
2.2.3 有機型太陽能電池 8
2.3 太陽能電池原理 10
2.4 太陽能電池理論 12
2.4.1 太陽能電池 13
2.4.2 太陽能模組 16
2.4.3 太陽能陣列 19
2.4.3 考慮日照強度對電池溫度的影響 20
2.5 Bisection Method(二分法) 21
第三章 太陽能陣列模型的設計與建立 23
3.1 太陽能陣列模型設計架構 23
3.2 計算出 和 25
3.3 使用Matlab/Simulink建立太陽能陣列 27
3.3.1 太陽能模組模型 27
3.3.2 太陽能陣列模型 30
3.4 模擬分析結果 31
3.4.1 SM55模擬結果與數據 32
3.4.2 SM55模擬結果與特性圖 33
第四章 太陽能陣列模型的驗證 36
4.1 架設量測儀器 36
4.2 實驗結果與模擬數據 40
第五章 結論與展望 48
5.1 結論 48
5.2 成果貢獻 48
5.3 未來發展 49
參考文獻 50
附錄 53

[1]李宜達(民95)，控制系統設計與模擬：使用MATLAB/ SIMUINK，全華圖書股份有限公司，台北。
[2]邱國偉(民91)，太陽能電力系統故障分析之研究，雲林科技大學電機工程研究所碩士論文。
[3]葉倍宏(民98)，MATLAB 7 程式設計基礎篇，全華圖書股份有限公司，台北。
[4]蒲仲偉(民93)，太陽能電池參數分析與部分遮蔽故障之研究，雲林科技大學電機工程研究所碩士論文。
[5]趙偉嚴(民98)，太陽能光電系統裝置於建築物頂樓之節能模擬分析----以一棟辦公大樓為例，中興大學機械工程研究所碩士論文。
[6]戴寶通、鄭晃忠(民96)，太陽能電池技術手冊，台灣電子材料與元件協會，新竹。
[7]蘇義傑(民98)，聚光型太陽能光電供發電系統設計，大葉大學電機工程研究所碩士論文。
[8]Altas, I. H. and A. M. Sharaf (2007) A photovoltaic array simulation model for Matlab-Simulink GUI environment. International Conference on Clean Electrical Power, Capril, IT.
[9]Bradie, B. (2006) A Friendly Introduction to Numerical Analysis, 58-66. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
[10]Carrero, C., J. Amador and S. Arnaltes (2007) A single procedure for helping PV designers to select silicon PV modules and evaluate the loss resistance. Renewable Energy, 32(15), 2579-2589.
[11]Celik, A. N. and N. Acikgoz (2007) Modelling and experimental verification of the operating current of mono-crystalline photovoltaic modules using four- and five-parameter models. Applied Energy, 84, 1-15.
[12]Chenni, R., M. Makhlouf, T. Kerbache and N. Bouzid (2007) A detailed modeling method for photovoltaic cells. Energy, 32(9), 1724-1730.
[13]De Blas, M. A., J. L. Torres, E. Prieto and A. García (2002) Selecting a suitable model for characterizing photovoltaic devices. Renewable Energy, 25(3), 317-180.
[14]De Soto, W., S. A. Klein and W. A. Beckman (2006) Improvement and validation of a model for photovoltaic array performance. Solar Energy, 80(1), 78-88.
[15]Hua, C. C. and C. M. Shen (1998) Study of maximum power tracking techniques and control of DC/DC converters for photovoltaic power system. Proceedings of 29th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, 1, 86-93, Fukuoka , JP.
[16]James, B. D. and L. H. Thomas (2004) Mastering Simulink. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
[17]King, D. L., W. E. Boyson and J. A. Kratochvil (2004) Photovoltaic Array Performance Model: Sandia Report. SAND2004-3535, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM.
[18]Roger, M. and Jerry V. (2000) Photovoltaic Systems Engineering, 41-51. CRC Press, Boca Raton, FL.
[19]Siemens Solar (1998) Solar Module SM55, Retrieved June 1, 2011, from http://www.solardirect.com/PDF/SolarElectric/ sm55.pdf.
[20]Villalva, M. G., J. R. Gazoli and E. R. Filho (2009) Comprehensive approach to modeling and simulation of photovoltaic arrays. IEEE Transaction on Power Electronics, 24(5), 1198-1208.