研究生: |
林佑星 Yu-hsing Lin |
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論文名稱: |
家用型太陽能發電系統之研製 Design and Implementation of Photovoltaic Power System for Household Requirement |
指導教授: |
張宏展
Hong-chan Chang |
口試委員: |
梁從主
Tsorng-juu Liang 陳建富 Jiann-fuh Chen 吳瑞南 Ruay-nan Wu 郭政謙 Cheng-chien Kuo |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
電資學院 - 電機工程系 Department of Electrical Engineering |
論文出版年: | 2008 |
畢業學年度: | 96 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 70 |
中文關鍵詞: | 太陽能 、數位信號處理器 、最大功率點追蹤 |
外文關鍵詞: | photovoltaic energy, digital signal processor, maximum power point tracking |
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以往獨立型及併聯型的太陽能發電系統,存在許多問題,如孤島效應、負載保護等,致使這新能源無法普及於生活中。有鑑於此,本文提出一套100W之線上電源自動切換模組,以便於將太陽能發電應用於家庭用電設備之上。當設備用電量尚未超過100W時,本模組將使用太陽能電力提供給負載;反之,當設備用電量超過100W時,本模組能於不斷電情況下,自動切換至市電供電。
本文所提之操作策略,乃是透過繼電器所組成的電源切換模組來作控制,使太陽能與市電系統交互供電,可避免併聯市電所造成之孤島效應或負載保護等問題。此外,因本文所提系統為100W,故毋需建構龐大的系統及蓄電池組,其所需之建置成本相對於獨立型系統亦較低,市場接受度較高,同時可達成環保及節能之優點。
本文以數位信號處理器作為系統電路控制及資料擷取之核心,系統涵蓋太陽能板、升降壓電路、推挽式升壓電路、全橋式變流器、電池與繼電器開關等部件。此外,本系統使用最大功率追蹤及電池充電之相關技術,使太陽能板可達最佳功率輸出。最後,本文已實際加載測試,驗證本文所提系統之可行性。
The traditional stand-alone and grid-connected photovoltaic (PV) power systems have many problems, such as islanding and loading protection, which make PV energy difficult to apply to daily life. With a view to facilitating the use of PV energy, this thesis presents a novel 100W online automatic switching module, so that we can effectively use PV power system for household purposes. When the power requirement of household equipments is less than 100W, this module will switch to the PV power system. By contrast, when the requirement is over 100W, this module will automatically switch to grid system without power cut-off.
To avoid islanding and loading protection problems, the strategy of this study is to supply power from either PV system or grid system, depending on the power requirement. In addition, this PV system is built with 100W, so the size and the associated cost of the system can be reduced in comparison with the stand-alone PV power system. It has the advantages of more general market acceptance, environmental protection and energy saving.
In the PV system, digital signal processor is used to control the circuits and to acquire data in this system. The system consists of Buck-Boost, Push-Pull, Full-Bridge converter, battery, relay, and the other components. The technology of maximum power point tracking and battery charging are also employed to make the solar plane output the maximum power. Finally, the feasibility of this system is verified by the experimental results.
[1] 廖國安,「結合太陽能發電於不斷電系統並聯運轉之設計與研製」,碩士論文,國立雲林科技大學,2001年。
[2] 林政達,「數位式市電並聯型換流器與快速鎖相迴路控制器之研製」,碩士論文,國立雲林科技大學,2003年。
[3] C. L. Chen, C. M. Lee, R. J. Tu and G. K. Horng, “A Novel Simplified Space-Vector-Modulated Control Scheme for Three-Phase Switch-Mode Rectifier,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 46, No. 3, pp.512-516, June 1999.
[4] 陳建武、徐永松、龔應時,「TMS320F/C24x DSP控制器原理與應用」,滄海書局,修訂版,2003年9月。
[5] TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide, TEXAS INSTRUMANTS Co.
[6] 新華電腦,「TI DSP LF2407A &Motor Run 實作訓練」,台科大圖書,2003年10月。
[7] 新華電腦,「DSP 從此輕鬆跑 TI DSP 320LF2407A」,台科大圖書,2003年10月。
[8] 包濬瑋,「太陽光發電系統運轉性能評估」,碩士論文,私立中原大學,2003年。
[9] 蔡忠志,「以信號處理器為基礎之太陽能與風力發電複合發電系統之研製」,碩士論文,國立台灣科技大學,2005年。
[10] T. Esram and P. L. Chapman, “Comparison of Photo voltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques” IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 22, No. 2, pp.439-449, June 2007.
[11] J. H. R. Enslin, “Maximum Power Point Tracking: A Cost Saving Necessity in Solar Energy Systems,” Conference of IEEE on Industrial Electronics Society, Vol. 2, pp. 1073-1077, 1990.
[12] C. Y. Won, D. H. Kim, S. C. Kim, W. S. Kim and H. S. Kim, “A New Maximum Power Point Tracker of Photovoltaic Arrays Using Fuzzy Controller,” Conference of IEEE on Power Electrics Specialists, Vol. 1, pp. 396-403, June 1994.
[13] C. T. Pan, J. Y. Chen, C. P. Chu, and Y. S. Huang, “A Fast Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic Power Systems,” Conference of IEEE on Industrial Electronics Society. Vol. 1, pp. 390-393, 1999.
[14] 華志強、黃崇倫、莊登捷,「數位式太陽光電能轉換系統」,中華民國第六屆電力電子研討會。
[15] 何信龍、關侃勝、蔡慶龍、吳黎明,「太陽能電力轉換器與最大功率追蹤」,第十七屆電力工程研討會。
[16] 陳烜睿、吳春富,「覆貼式太陽光電模組系統」,機電現場技術,第33期,第72-82頁,2007年12月。
[17] 隋樹清,「太陽能之應用與發電」,機電現場技術,第33期,第96-106頁,2007年12月。
[18] 馮文信,「太陽光電系統現場設置實務探討」,機電現場技術,第33期,第107-124頁,2007年12月。
[19] 古必廣,「數位式高性能太陽路燈系統之研製」,碩士論文,國立雲林科技大學,2006年。
[20] 李思賢,「數位式單相低功率太陽光電能轉換系統」,碩士論文,國立中山大學,2003年。
[21] 粱適安,「交換式電源供給器之理論與設計實務」,全華出版社,民國83年8月。
[22] S. Nonaka and Y. Neba, “Single-Phase Composite PWM Voltage Source Converter,” Conference of IEEE on Industry Applications Society, Vol. 2, pp. 761-768, 1994.
[23] 李政勳,「小型太陽光電能能量轉換系統之研製」,碩士論文,國立中山大學,2002年。
[24] 陳俊榮,「太陽光電能量轉換系統之研製」,碩士論文,私立南台科技大學,2004年。
[25] TLP250 Application Note, TOSHIBA Co.
[26] N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, “Power Electronics,” Wiley, 1995.
[27] 吳財福、陳裕愷、張健軒,「太陽光電能供電與照明系統綜論」,全華科技圖書,第二版,2007年2月。
[28] 吳駖,「MATLAB 6.X與基礎自動控制」,文魁資訊,第三版,2003年7月。