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研究生: 許凱翔
KAI-SIANG SYU
論文名稱: 以DSP實現太陽能電池最大功率追蹤控制
Implementation of DSP-based Maximum Power Point Tracking of Solar cell
指導教授: 董必正
Pi-cheng Tung
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 最大功率追蹤太陽能電池增量電導法數位訊號處理器
外文關鍵詞: PV, MPPT, Incremental conductance, DSP
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  • 由於太陽能電池輸出功率會隨著太陽光照度與溫度的改變而有所變化,使得太陽能電池並非隨時都工作在最大功率點上,因此浪費了許多能量,而本研究的目的為設計一最大功率追蹤控制器控制太陽能電池,使太陽能電池能夠適應外在因素的改變一直保有最佳功率輸出,此即是本研究的最大目的。
    本研究主要是由dsPIC30F4011數位訊號處理器作為控制核心,透過dsPIC30F4011的10 bit A/D轉換模組量測太陽能電池輸出電壓與輸出電流,然後經由增量電導法與升壓型電路轉換器改變阻抗,使得太陽能電池輸出最大功率,並以Labview人機介面紀錄太陽能電池輸出資訊。


    Due to the output power of solar cell varies with illumination and temperture,the solar cell uaually not operate on the maximum power point(MPPT),and then wasted a lot of energy。The study focuse on implementation of maximum power tracker ,which can improve the output power of solar cell under varing illumination and temperature。
    The study is based on dsPIC30F4011 digital signal processor,we measure the voltage and the current of solar cell by the dsPIC30F4011 10- bit A/D converter,then though the incremental conductance method and boost converter to change the output impedance of solar cell,controll the solar cell have the maximum outpour power。And using the Labview human-machine interface to record the outpour data of solar cell。

    摘要 i ABSTRACT ii 致謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 ix 一、 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機 2 1.3 文獻回顧 3 1.4 論文架構 4 二、 太陽能電池介紹 5 2.1 太陽能電池種類 5 2.1.1 矽晶太陽能電池 5 2.1.2 化合物太陽能電池 7 2.1.3 其他種類太陽能電池 10 2.2 太陽能電池原理 10 2.3 太陽能電池等效電路 12 2.4 太陽能電池電氣特性 15 2.4.1 太陽能電池輸出功率 15 2.4.2 日照強度與溫度對太陽電池輸出特性之影響 16 三、 最大功率追蹤控制方法 20 3.1 前言 20 3.2 電壓迴授法 21 3.3 擾動觀察法 22 3.4 增量電導法 24 3.5 開路電壓法 26 3.6 短路電流法 26 3.7 本文使用方法 27 四、 實驗硬體設備 28 4.1 系統架構簡介 28 4.2 硬體設備 28 4.2.1 太陽能電池模組 28 4.3 硬體電路設備 31 4.3.1 數位訊號處理器 31 4.3.2 電壓擷取模組電路 32 4.3.3 電流擷取模組電路 32 4.3.4 通訊傳輸模組電路 33 4.3.5 電晶體開關驅動電路 33 4.3.6 升壓型電路轉換器 34 4.3.7 緩衝電路 40 五、 實驗結果 44 5.1 實驗硬體整合及控制流程 44 5.1.1 實驗硬體整合 44 5.1.2 人機介面 44 5.1.3 控制流程 45 5.2 實驗結果 48 六、 未來展望 56 參考文獻 57

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