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研究生: 楊文鈞
Wen-Chun Yang
論文名稱: 基於單晶片控制之獨立型太陽能供電系統研製
Study and Implementation of a MCU-based Stand-Alone Photovoltaic System
指導教授: 羅有綱
Yu-Kang Lo
邱煌仁
Huang-Jen Chiu
口試委員: 劉益華
Yi-Hua Liu
歐勝源
None
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 63
中文關鍵詞: 替代能源獨立型太陽能供電系統最大功率追蹤單相全橋換流器擾動觀察法
外文關鍵詞: Photovoltaic Conversion System
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  • 本論文目的在於利用單一MCU作獨立型太陽能供電系統之整合設計。其中所包含的兩大設計模組分別為Booster和Inverter。其中Booster設計須依照太陽面板的變動輸出作最大功率點之追蹤 (MPPT)並且提供穩定的輸出電壓給Inverter作弦波轉換,而Inverter需依照負載狀況同樣作穩定的弦波輸出。經由實作電路的實驗數據與波形,本實驗達到整體供電系統之穩定。


    The main purpose of this thesis is to utilize a single microcontroller for designing and implementing the related digital control method on a small-scale stand-alone solar energy conversion system, which is able to convert the DC power abstracted from photovoltaic cell into AC power output. The power circuit of this energy conversion system is mainly composed of a DC-DC boost converter and a single phase full-bridge inverter. In brief, the DC-DC boost convert implements a MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm for keeping maximum power output from photovoltaic cell and stabilize the DC output in 320 ~ 340V as input of Inverter. As for inverter, it can provide a stable enough AC output (220V, 60Hz) to the load connected to this system. Furthermore, it’s expected to provide a stable-enough energy conversion system for easily and quickly verifying the related control theory or methodology.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 圖表索引 vi 符號索引 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 系統架構 2 第二章 太陽能供電系統之簡介 4 2.1 前言 4 2.2 太陽能電池介紹 5 2.2.1 太陽能電池原理 5 2.2.2 太陽能電池種類 7 2.2.3 太陽能電池電氣特性 10 2.3 太陽能供電系統運轉型態介紹 14 2.3.1 獨立型系統(Stand-Alone System) 14 2.3.2 併聯型系統(Grid-connected System) 15 2.3.3 混合型系統(Hybrid System) 16 2.4 獨立型太陽能供電系統之規劃 17 第三章 太陽能最大功率追蹤器 19 3.1 前言 19 3.2 最大功率追蹤技術 19 3.2.1 擾動觀察法 21 3.2.2 電壓迴授法 23 3.2.3 功率迴授法 24 3.2.4 增量電導法 25 3.2.5 直線近似法 27 3.2.6 實際量測法 28 3.3 最大功率追蹤器架構之介紹 31 3.3.1 升壓型轉換器架構說明 31 3.3.2 升壓型轉換器電路分析 32 3.4 最大功率追蹤器軟體設計 36 3.4.1 微控制器RX62T之簡介 36 3.4.2 微控制器RX62T 程式規劃與設計 38 第四章 全橋式換流器之原理與設計 40 4.1 前言 40 4.2 換流器架構之介紹 40 4.2.1 單相半橋式換流器 40 4.2.2 單相全橋式換流器 41 4.3 正弦波脈波寬度調變 43 4.4 換流器軟體規劃與設計 48 第五章 實驗結果 51 5.1 最大功率追蹤器實測 51 5.2 單相全橋換流器實測 56 第六章 結論與未來展望 59 6.1 結論 59 6.2 未來展望 59

    [1] Ash Sharma , “IMS Research: PV inverter forecast 2011”, IMS Data Research ,2011
    [2] T.-Y. Kim, H.-G. Ahn, S. K. Park, and Y.-K. Lee, “A novel maximum power point tracking control for photovoltaic power system under rapidly changing solar radiation,” in IEEE Int. Symp. Ind. Electron., 2001,pp. 1011–1014.
    [3] N. Femia, G. Petrone, G. Spagnuolo, and M. Vitelli, “Optimization of perturb and observe maximum power point trackingmethod,” IEEE Trans.Power Electron., vol. 20 , no. 4, pp. 963–973 ,Jul. 2005.
    [4] C. R. Sullivan, M. J. Powers,” A High-Efficiency Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic Arrays in a Solar-Power Race Vehicle” , IEEE PESC’93, pp. 574-580, 1993
    [5] F. C. Lee, “High-Frequency Quasi-Resonant and Multi-Resonant Converter Technologies,“ IEEE IECON, pp. 509-521, 1988.
    [6] V. Salas, E. Olías, A. Barrado and A. Lázaro “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.
    [7] J. Gow, and C. D. Manning,” Controller Arrangement for Boost Converter Systems Sourced from Solar Photovoltaic Arrays or Other Maximum Power Sources,” IEE Proceedings-Electric Power Applications, vol. 147, pp.15-20, Jan. 2000.
    [8] So-Ri Park, Sang-Hoon Park, Chung-Yuen Won and Yong-Chae June, “Low loss soft switching boost converter,” IEEE EPE-PEMC’08, pp. 181-186, 2008.
    [9] N.-H. Kutkut, “Investigation of soft switched IGBT based boost converters for high power applications,” IEEE Ind. App. Conf., Vol. 2, 1997, pp. 1616-1623.
    [10] S. B. Kjaer, J. K. Pedersen, F. Blaabjerg, “A review of single-phase grid-connected inverters for photovoltaic modules”, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 41, no 5, pp. 1292-1306, Sept./Oct. 2005
    [11] A. K. S. Bhat, “Analysis and Design of a Modified Series Resonant Converter,” IEEE Transactions on Power Electronics, pp. 423-430, 1993A
    [12] S. Nagai, E. Hiraki, Y. Arai, and M. Nakaoka, “New phase-shifted soft-switching PWM series resonant inverter topologies and their practical evaluations,” IEEE Applied Power Electronics and Drive Systems Conference, Vol. 1, pp. 318-322, 1997
    [13] S. R. Bowes, "New sinusoidal pulsewidth -modulated inverter," Proc. IEE, vol. 122 , pp. 1279-1285, 1975.
    [14] 盧慧芬,「基於DSP的SPWM控制波形生成的一種方法」,機電工程,2002年。
    [15] 陳彥均,「,100年度太陽能電力躉購費率」,太陽光電發電系統規設與設置研討,2011年。
    [16] Deyette, J., and K. Graf, “ How it works: Solar electricity generation”, In Catalyst: A Magazine of the Union of Concerned Scientists, pp.18-19, 2005
    [17] 林明獻,「太陽能電池技術入門」, 全華圖書股份有限公司, 2007年10月。
    [18] 李天鵬,「市電與太陽能電池直流並聯供電系統」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民國九十六年。
    [19] Solmetric, “Guide To Interpreting I-V Curve Measurements of PV Arrays”, pp.5, 2011
    [20] 陳柏宏,「風力及太陽能發電最大功率控制器之設計與實作」,聖約翰技術學院,民國九十三年。
    [21] 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
    [22] 謝宏燦,「基於DSP 控制之獨立型太陽能供電系統」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民國九十八年

    無法下載圖示 全文公開日期 2014/08/06 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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