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1、太阳能光伏发电(fdin)系统蔡明杰蔡明杰第一页，共23页。系统(xtng)的总体设计主要模块：太阳能电池阵列（P4）、太阳跟踪系统(P5)、光电检测(jin c)系统（P12）、充放电控制器（P16）、逆变器(P17)、DC/DC变换器(P18)、控制系统（AT89C51单片机P19）第二页，共23页。系统(xtng)的总体设计第三页，共23页。太阳能电池板电源(dinyun)系统需要峰值功率为160Wp的电池板两块，型号为GSM-160。第四页，共23页。太阳(tiyng)自动跟踪系统v光电跟踪和太阳运动跟踪方式并行v1.晴天跟踪模式(msh)：先太阳运动轨迹跟踪（粗跟踪），再光电跟踪v2
2、.多云跟踪模式(msh)：只进行太阳运动轨迹跟踪v3.阴雨天跟踪模式(msh)：不跟踪第五页，共23页。光电跟踪(gnzng)检测原理v利用光敏器件在光照下产生的光电流与光照面积和光照强度成正比，且随着太阳方位变化而改变的原理，间接地确定太阳的偏转方向，进行太阳跟踪。v四象定位原理：当太阳垂直入射时，光斑在四个象限(xingxin)A、B、C、D上的分布面积相等，相应地四个象限(xingxin)上探测器输出的光电信号幅值相等；当太阳移动时，光斑在四个象限(xingxin)上的分布发生变化，四个象限(xingxin)上探测器输出的光电信号幅值也相应变化。如图所示：第六页，共23页。四象跟踪(gn
3、zng)方法S A、S B、S C、SD 分别(fnbi)代表光斑在四象限光电探测器四个象限上的分布面积。Ex和Ey分别(fnbi)代表光斑在x 轴和 y 轴上的偏移分量。第七页，共23页。光强检测(jin c)传感器原理为光强检测电路(dinl)的输出信号的均值反映的是太阳辐射光强的波动(bdng)情况所在地阴雨天时典型的光强检测信号和多云天气时的光强波动阈值利用硅光电池的光电流i与辐射强度Q成正比以及光强传感器的输出信号u与硅光电池的光电流i成正比的关系结论：对应Page3中的3种模式第八页，共23页。太阳运动轨迹(guj)跟踪v地平坐标系中太阳方位的计算：v太阳高度角 h和方位角 A能够
4、(nnggu)确定太阳在天空中的方位太阳(tiyng)赤纬角 太阳时角 TR为小时（024）n为天数第九页，共23页。太阳(tiyng)方位检测电路图第十页，共23页。太阳(tiyng)方位检测芯片图第十一页，共23页。光强检测(jin c)模块v采用SP0606型硅光电池作为光强检测传感器，工作在 300nm到 1000nm光谱范围内的各种光学仪器，对紫蓝光有较高的灵敏度。SP0606型硅光电池的输出(shch)短路电流与入射光强呈线性正比例关系，且受环境温度的影响比较小。第十二页，共23页。光强检测(jin c)电路输出(shch)电压UG与光电流IG第十三页，共23页。太阳能光强检测(j
5、in c)芯片图，LF444CN是四运放集成电路(jchng-dinl)第十四页，共23页。数据采集(cij)模块系统AT89C51单片机ADC0809第十五页，共23页。充放电控制器v型号为 SD2420 的充放电控制器v充放电控制器上的两路电池板接入端子(dun z)分别用于连接两个太阳能电池板；v蓄电池接入端子(dun z)用于连接由两个蓄电池串联而成的蓄电池组；负载输出端子(dun z)用于连接逆变器、DC/DC变换器和直流负载。第十六页，共23页。逆变器v逆变器将太阳能电池阵列输出的和蓄电池放出的直流电转换成负载(fzi)所需的交流电。逆变器主电路由大功率晶体管构成，采用正弦脉宽调制
6、工作制，抗干扰能力强，还有很强的过载及限流保护功能。vSN24500/S型单相输出型离网逆变器，可将24V 直流电转变成 220V 交流电。第十七页，共23页。DC/DC变换器v本系统选用(xunyng)型号为 4NIC-DC15-24S05 的DC/DC变换器，其功率为 15W、输入电压为DC24V（1836V）、输出DC5V/3A。第十八页，共23页。AT89C51端口分配(fnpi)串行实时时钟(shzhng)芯片第十九页，共23页。光伏发电预测的另一种(y zhn)简单算法（无需光电池）第二十页，共23页。问题(wnt)v1.现在比较新的发电系统(xtng)为风光互补发电系统(xtng)。第二十一页，共23页。个人(grn)对第一种光伏发电的疑问v1.完成自给供电至少需要1平方米的太阳能电池板，功率不够高。没有解决保证太阳能按最大功率输出问题。v2.光电位置(wi zhi)检测和光强检测不够精确，位置(wi zhi)调整也不够稳定，调整慢。v3.长期户外放置的远程监控问题没解决。v4.逆变器的成本过于昂贵，可自行解决。第二十二页，共23页。v请姚老师提出(t ch)意见。谢谢第二十三页，共23页。