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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林鼎傑
研究生(外文):Ting-ChiehLin
論文名稱:太陽能發電系統受遮陰效應之電腦模擬
論文名稱(外文):Computer Simulation of the PV System under Partial Shading effect
指導教授:趙儒民趙儒民引用關係
指導教授(外文):Ru-Min Chao
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:系統及船舶機電工程學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:太陽能電力系統轉換器最大功率點追蹤集中式系統分散式系統電腦模擬
外文關鍵詞:Photovoltaic systemConverterMaximum power point trackingcentralized systemdistributed systemsimulation
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由於陽光照度、溫度變化等不確定之氣候因素,造成太陽能發電系統在應用開發上需要較多的經費,實驗時也受氣候因素而延遲。本論文研究的目的是建立一套太陽能發電系統的電腦模擬方法,其範圍包括太陽能電池特性,DC/DC轉換器,以及擾動觀察法之最大功率點追蹤技術之系統模擬。建立太陽能發電系統之模擬技術,採用PSIM電子電路模擬軟體(Powersim)及LabVIEW,本研究亦使用單二極體模型模擬太陽能模組,搭配自製的直流變壓器,模擬結果將與實驗進行比較。藉由本軟體的建立,也完成最大功率追蹤技術之模擬測試;最後對於兩片以上太陽能模組合而成之集中式或分散式太陽能發電系統在受到部分遮陰條件時進行電腦的模擬,其實驗結果也將會一併討論。
Due to the solar insolation change and temperature variation, while designing a solar application system, experimental setup and system verification will be time consuming and cost ineffective. This work intends to develop a computer simulation methodology to analyze a photovoltaic power harvesting system, which covers the PV panel’s I-V and P-V curves, function of the DC/DC converter and perturbation and observation maximum power point tracking (MPPT). With the help of the PSIM and LabVIEW software, this work has been successfully simulated the performance of one PV panel using one-diode photo cell model and compares with experiment result. The simulation of two and more PV panels in the centralized or distributed format will be also studied under partial shading condition. The experiment results will be discussed.
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
圖目錄 VIII
表目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究方法 4
1.4 論文架構 5
第二章 太陽能發電系統介紹 6
2.1 太陽能發電系統分類 6
2.1.1 獨立型(Stand-Alone)太陽能發電系統 6
2.1.2 市電併聯型(Grid-Connected)太陽能發電系統 7
2.2 太陽能電池發電原理 7
2.3 太陽能電池特性 9
2.3.1 太陽能電池等效電路 9
2.3.2 特性曲線I-V Curve / P-V Curve 11
2.4 DC/DC功率轉換器 13
2.4.1 轉換器導通模式 13
2.4.2 切換原理 14
2.5 最大功率演算法介紹 17
2.5.1 電壓回授法 17
2.5.2 擾動觀察法 18
2.5.3 增量電導法 19
2.5.4 二次式極值法 21
第三章 太陽能發電系統模擬 22
3.1 太陽能電池參數量測 22
3.1.1 太陽能電池規格 23
3.1.2 光照度計及溫度計規格 24
3.1.3 DC/DC 功率轉換器規格 26
3.1.4 c-RIO量測模組介紹 27
3.1.5 實驗量測所得之數據成果 28
3.2 太陽能電池等效電路方程式參數求解 32
3.2.1 等效電路方程式簡化 32
3.2.2 Mathcad參數求解方法 34
3.3 單片太陽能發電系統模擬與實驗比較 39
3.3.1 太陽能電池特性曲線模擬 39
3.3.2 DC/DC功率轉換器及MPPT Solar Panel模擬 47
第四章 太陽能發電系統受遮陰效應之模擬分析 51
4.1 理想情況下發電系統之模擬分析 52
4.2 集中式發電系統受遮陰效應之模擬分析 54
4.2.1 特性曲線模擬 55
4.2.2 最大功率追蹤模擬 57
4.2.3 不同遮陰條件連續變化下的最大功率追蹤模擬 64
4.3 分散式發電系統受遮陰效應之模擬分析 67
4.3.1 特性曲線模擬 68
4.3.2 最大功率追蹤模擬 71
4.3.3 不同遮陰條件連續變化下的最大功率追蹤模擬 78
第五章 太陽能發電系統受遮陰效應之實驗與模擬比對 81
5.1 MPPT Solar Panel 實驗與模擬 83
5.2 分散式發電系統相同日曬量MPPT實驗與模擬 84
5.3 分散式發電系統受遮陰效應之MPPT實驗與模擬 85
第六章 結論與建議 86
6.1 結論 86
6.2 建議及未來展望 88
參考文獻 89
自述 92


[1]www.solarwirtschaft.de

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