摘 要


隨著全球資源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，越來(lái)越多的國(guó)家都開(kāi)始致力于新型能源的研究。太陽(yáng)能作為一種環(huán)保，清潔，儲(chǔ)量無(wú)限的新型能源，受到越來(lái)越多國(guó)家的重視。現(xiàn)今，已有許多由太陽(yáng)能作為電源的產(chǎn)品走入了人們的日常生活，給世界帶來(lái)了新的活力。為此，本文較詳細(xì)的介紹了小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，研究動(dòng)態(tài)和應(yīng)用前景。并對(duì)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了深入的研究。

結(jié)合現(xiàn)今太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)，本文首先介紹了太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的基本組成，工作流程，為下文的展開(kāi)研究奠定了基礎(chǔ)。然后對(duì)太陽(yáng)能電池板的的結(jié)構(gòu)原理、輸出特性及選擇策略進(jìn)行了重點(diǎn)的闡述。接著，便是本文最核心的部分控制器的設(shè)計(jì)。本文將控制器分為硬件和軟件兩部分分別進(jìn)行了分析。硬件由斬波電路，信號(hào)采集電路，主控電路組成，文章詳細(xì)的對(duì)硬件的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)。軟件主要針對(duì)MPPT算法的流程進(jìn)行了具體的介紹，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能最大功率的跟蹤。最后對(duì)太陽(yáng)能的儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行了研究。此部分由蓄電池和充放電控制器組成，控制器起到保護(hù)蓄電池和負(fù)載的作用。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能供電；最大功率跟蹤；充放電控制器；蓄電池充電


 


 


 


 


 




Abstract


With the increasingly serious crisis of global resources，more and more countries are beginning to study a new energy. Solar energy as an environmentally friendly、clean and unlimited energy，More and more countries attention to it. Today, there are many products which use solar energy as power coming into people's daily lives and bring new vitality to the world. Therefore ,this article describes the development of small-scale solar power system、researching trends and applications. This article will study the design of solar power system in-depth.

With the current status of solar power supply system and related technology development .This paper introduces the basic components of solar power supply system. Then This paper introduces the structure of solar panels、 output characteristics and selection  strategies .Then , introducing the core part of this paper is the design of the controller .This controller is divided into two parts, hardware and software .Hardware makes up dc-dc circuit, the signal acquisition circuit, the master circuit .The articles introduces design of hardware .The software introduces processes of MPPT and Through the MCU tracking of maximum power .Finally ,the paper introduces the solar energy storage device of inquiry ,which make up Battery and controller .Controller plays the role of protection.

Keywords：Solar power；MPPT；Charge and discharge controller；  

Battery charging


 


目 錄

第一章 緒論 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意義 1

1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.4 太陽(yáng)能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展前景 3

1.5 研究?jī)?nèi)容及設(shè)計(jì)要求 3

1.6 本章小結(jié) 4

第二章 小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的基本組成 5

2.1 小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的基本組成 5

2.2 小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的工作原理 6

2.3 本章小結(jié) 7

第三章 小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8

3.1 太陽(yáng)能電池板的工作原理 8

3.2 太陽(yáng)能電池的分類(lèi) 9

3.3 太陽(yáng)能電池板的輸出特性 10

3.3.1 光伏電池的等效模型 10

3.3.2 光伏電池輸出特性 11

3.4 太陽(yáng)能電池板的選擇策略 12

3.5 MPPT控制電路設(shè)計(jì) 13

3.5.1 DC-DC斬波電路 14

3.5.2小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的DC-DC電路設(shè)計(jì) 16

3.5.3 電壓信號(hào)采集電路 20

3.5.4電流信號(hào)采集電路 21

3.5.5 主要控制電路 23

3.6酸鉛蓄電池的特性 28

3.6.1酸鉛蓄電池化學(xué)特性 28

3.6.2 蓄電池的充電特性 28

3.6.3 蓄電池的放電特性 29

3.6.4 酸鉛蓄電池的充電方法 30

3.7 蓄電池的選擇策略 32

3.8 充放電控制器的設(shè)計(jì) 33

3.9輔助電源設(shè)計(jì) 35

3.10 本章小結(jié) 36

第四章 小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 37

4.1小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 37

4.2 最大功率跟蹤系統(tǒng)MPPT的軟件設(shè)計(jì) 38

4.2.1最大功率算法實(shí)現(xiàn) 38

4.2.2 MPPT控制程序設(shè)計(jì) 42

4.3本章小結(jié) 44

結(jié) 論 45

參考文獻(xiàn) 46

附錄 47

致 辭 48