跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.235.120.150) 您好!臺灣時間:2021/08/06 03:10
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:賴建宏
研究生(外文):Chien-Hung Lai
論文名稱:以切換電源技術配合最大功率點追蹤法提升太陽能供電系統效率
論文名稱(外文):Integrated switching power supply technology with the maximum power point tracking method to improve the efficiency of the solar power system
指導教授:黃育賢
口試委員:郭建宏李宗演陳建中
口試日期:2012-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電資碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
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:64
中文關鍵詞:最大功率點追蹤切換電源供電效率多階段偵測變頻器
外文關鍵詞:Maximum power point trackingswitching powerefficiencymulti-stagesinverter
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:193
  • 評分評分:
  • 下載下載:7
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
各國政府雖然大力推行太陽能供電,迄今效果卻差強人意。主要原因有二:第一,太陽能模組必須盡可能安裝在寬闊的空間,大多不易做到。第二,許多提升太陽能供電系統效率之研究,都僅著眼在最大功率點追蹤,即針對太陽能模組能達到的最大功率輸出進行研究和改良。但太陽能模組終究只是太陽能供電系統的部份,其他造成的損耗依舊會降低系統之供電效率。
本研究用已獲得台灣、大陸的新式專利,編號為M376062之太陽能充電裝置,其構想為利用切換電源技術將太陽能模組的輸出電壓提升以降低傳導損耗,並且讓太陽能模組得以並聯的方式安裝,方便針對場地限制進行規劃。但,其缺點有二,一為切換電源裝置本身將使用為數眾多的大容量之電解質電容,如此電解質電容就容易受環境影響而折損;二為此專利之裝置之輸出仍是直流電,但目前大多數家電製品均需要交流電為電源。
本研究整合最大功率點追蹤與切換電源技術兩者的優勢,運用多階段偵測太陽能模組之最大功率點之觀念,再把太陽能模組的輸出直流電力提升到能夠直接輸入變頻器的電壓,因此太陽能模組之輸出得不斷被運用。最後證實,本研究能有效減少傳導損耗,提升太陽能供電系統效率,不用購置過多太陽能模組,也針對安全性提供隔離直流與交流電力之特色。

Although governments vigorously solar power, so far the effect is unsatisfactory. There are two main reasons: First, the solar panels must be installed in the wide space as possible, most cases are not easy to do. Second, many studies to improve the efficiency of solar energy always focus on maximum power point tracking, which is method for seeking maximum power output that solar panels can achieve. However, solar panels are only part of system, resulting in the loss of other parts still reduce the efficiency.
In this study, based on a new patent in Taiwan and China - solar charging device, boost the voltage to reduce the conduction losses. It also makes solar panels can be arranged in parallel, and better meet the style and space limitations. But it has two shortcomings. First, switching power supplier usually use numbers of high-capacity electrolyte capacitors, the electrolyte capacitors vulnerable to environmental effects and impairment. Second, output of the device is still direct current, but the majority of home appliances products adopt analog current power.
So, we integrated switching power supply technology and maximum power point tracking both, detect maximum power points by multi-stages idea, then boost the output to higher voltage for inverter. Thus, solar panels’ output will be applied continuously. At the end, the result not only reduced the conduction losses to improve the efficiency of solar power system, which helps to reduce the amount of solar panels, but also provided a feature to isolate direct and analog current power for safety matter.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 6
1.4 研究方法 7
1.5 論文架構 8
第二章 現行太陽能供電系統原理與架構 9
2.1 太陽能電池 9
2.1.1 太陽能電池的電壓與電流關係 11
2.1.2 太陽能電池效率的判斷 12
2.1.2.1 能量轉換效率 12
2.1.2.2 填充係數 13
2.1.2.3 量子效率 14
2.1.3 影響太陽能電池供電效率的原因 14
2.2 變頻器 14
第三章 現行太陽能供電系統面臨的挑戰 20
3.1 傳導造成的損耗 20
3.2 串聯太陽能模組形成陣列的潛在問題 21
3.3 僅用最大功率點追蹤法不足提升系統整體供電效率的原因 25
3.3.1最大功率點追蹤法與其重要性 26
3.3.1.1 電壓迴授法 26
3.3.1.2 功率迴授法 27
3.3.1.3 擾動與觀察法 28
3.3.1.4 增量電導法 30
3.3.1.5 直線近似法 32
3.3.1.6 實際測量法 34
3.3.2 僅依賴MPPT方法與專利M376062號其實都有盲點 34
第四章 打造截長補短的成果 37
4.1 拆解專利M376062號的實體 37
4.2 引入最大功率點追蹤法 40
4.3 用具有隔離效果之變壓器提升輸出電壓 44
第五章 實驗結果與討論 54
5.1 實驗數據與過程 54
5.2 文獻比較 58
第六章 結論 62
參考文獻 63

[1] 莊正熙,太陽能充電裝置,中華民國專利M376062號,2010年3月。
[2] Antonio Bersani, AN1207 Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies (Part II), Microchip Technology Inc., 2009, pp. 14-17.
[3] Mohammad Kamil, AN1114 Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies (Part I), Microchip Technology Inc., 2007, pp. 6-7.
[4] 謝沐田,高低頻變壓器設計 修訂版,台北:全華圖書股份有限公司,2010年三版。
[5] Microchip Technology Inc., Grid-Connected Solar Microinverter Reference Design, http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en550277.pdf
[6] Tigo Energy, Tigo Energy Maximizer Management Unit MMU, http://www.tigoenergy.com/products
[7] 莊正熙,「整合太陽能發電系統求最大效益」,國立台灣大學電子工程研究所,國立台灣大學明達館231,2011年11月28日。
[8] 林明獻,太陽能電池技術入門,台北:全華圖書股份有限公司,2011年1月第二版。
[9] 吳朗、羅煥茂,電力電子〈理論、實作、測量、應用〉,台中:滄海書局,2010年10月。
[10] 台達電子股份有限公司,太陽能逆變器RPI153N, http://www.delta.com.tw/ch/product/ps/piv/piv_product_03.asp
[11] 維基百科,電阻率,http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E9%98%BB%E7%8E%87
[12] 陳思吟,太陽能功率優化器提高太陽光電系統發電量 為多家業者關注焦點,Research DIGITIMES,http://www.digitimes.com.tw/tw/rpt/rpt_show.asp?cnlid=3&pro=y&proname=%B2%A3%AB~%2F%C0%B3%A5%CE&cat=SOR&v=20110216-716
[13] 吳財福、陳裕愷、張健軒,太陽光電能供電與照明系統概論,台北:全華圖書股份有限公司,2006年二版,第2-12~2-27頁、第10-2~10-6頁。
[14] Z. Salameh, F. Dagher and W. A. Lynch, ”Step-Down Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic System”, Solar Energy, Vol. 46, No. 1, pp. 278-282, 1991.
[15] K. Harada, G. Zhao, ”Controlled Power Interface Between Solar Cells and AC Source”, IEEE Trans. On Power Electronics, Vol. 8, No. 4, pp. 654-662, 1993.
[16] V. Salas, E. Olias, A. Barrado and A. Lazaro, ”Review of the maximum power point tracking algorithms for stand-alone photovoltaic systems”, REVIEW ARTICLE Solar Energy Materials and Solar Cells, Volume 90, Issue 11, pp. 1555-1578, 2006.
[17] K. H. Hussein, I. Muta, T. Hoshino and M. Osakada, ”Maximum Photovoltaic Power Tracking: an algorithon for rapidly changing atmospheric conditions”, IEEE proc. Gener. Transm. Distrib, Vol. 142, No. 1, Jan. 1995, pp. 59-64.
[18] Ching-Tsai Pan, Jeng-Yue Chen, Chin-Peng Chu and Yi-Shuo Huang, ”A Fast Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic Power Systems”, Proceedings of IECON’99, Vol. 1, pp. 390-393, 1999.
[19] 潘晴財,並聯於電力系統之住宅用太陽光發電系統之研製,行政院國家科學委員會研究計畫成果摘要報告。
[20] 財團法人工業技術研究院,可調式長壽命光源模組,行政院全球招商聯合服務中心法人技術移轉投資機會,項目編號:FT-100-0003,所別分類編號:051-01。
[21] Carl Nelson, Application Note 19 LT1070 Design Manual, CA: Linear Technology Inc., June 1986, pp. 74-75.
[22] Huang et al., Light source apparatus and driving apparatus thereof, US7888888, Feb. 15, 2011.
[23] ST Microelectronics, Designing with SPV1020 interleaved boost converter with MPPT algorithm, http://www.st.com/internet/evalboard/product/251965.jsp
[24] K. I. Hwu, Wen-Chih Yen, Y. H. Chen, ”Digital Control of Isolated Two-Stage DC-DC Converter with Synchronization Considered”, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Seoul, Korea, July 5-8, 2009, pp. 1-6.
[25] Enphase Energy, M190-M210 Micro Inverter, http://enphase.com/products/microinverters/m190-m210
[26] SMA, Sunny boy 1200, http://www.sma.de/en/products/solar-inverters-with-transformer/sunny-boy-1200-1700-2500-3000.html

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top