太阳能充电器开题报告.docx
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太阳能充电器开题报告.docx
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太阳能充电器开题报告
太阳能充电器开题报告
理工学院
毕业设计开题报告
题目:
太阳能微网发电系统充电控制器设计
学生姓名:
米金仓学号:
10L0851053
专业:
电气工程及其自动化
指导教师:
李斌(教授)
2014年4月23日
电池将电能储存起来,需要用电时即可由蓄电池供电。
总体看来我国太阳能资源比较丰富,因此充分利用丰富的太阳能资源,采用太阳能光伏发电技术,可以节约能源,发展经济,提高人民生活水平。
1.2国内外发展状况
(1)太阳能光伏发电
太阳能作为新能源有着巨大的优势,所以世界各国都在努力研发新技术进行获取,比较成熟的是太阳能光伏发电技术。
太阳能光伏发电现已成为新能源和可再生能源的重要组成部分,也被认为是当前世界最有发展前景的新能源技术。
目前太阳能光伏发电装置已广泛应用于通讯,交通,电力等各个方面。
太阳能利用可分为热利用和光伏发电两种方式,热利用主要在采暖领域多,形式比较单一;而光伏发电可以把太阳能转换为当今最普遍的能源利用形式——电能,从而具有热利用不可比拟的优势。
太阳能发电又分为光电发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。
光伏发电是利用光伏电池这种半导体器件吸收太阳光辐射,使之转化成电能的直接发电形式,光伏发电当今太阳能发电的主流。
目前我国家用光伏发电系统主要是直流系统。
光伏电池发出的电能给蓄电池充电,蓄电池可直接供电给各类负载。
在实验室中考虑到太阳能充电控制器可充分利用75W光伏电池板所产生的能量,更有效地利用太阳能[1]。
与常规发电和其他绿色发电技术相比,光伏发电系统具有如下的优势:
1、是真正的无污染排放、不破坏环境的可持续发展的绿色能源。
太阳能不用燃料,运行成本很小,并且发电部件不易损坏,维护简单;
2、利用场合广泛和灵活,既可以独立于电网运行,也可以与电网并行运行;
3、可作为电力用户供电可靠或提高电能质量的不停电电源;
4、接近负载中心,减少电网的线损;
5、发电的效率不随发电规模的大小而变;
6、就地可去,无需运输。
光伏发电系统建设周期短,由于是模块化安装,不仅可用于小到太阳能计算器的几个毫伏,大到数十兆瓦的光伏电站,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳电池容量,既方便灵活,又避免了浪费。
由于太阳能存在上述的优势,光伏发电在世界范围内受到高度的重视,发展很快。
但是,目前光伏发电与电网供电的比较,光伏发电价格还比较高,不过其维修费用很少,随着发电量的增加,其价格会下降,优势才逐渐体现出来。
在进行太阳能光伏发电时,由于一般太阳能极板输出电压不稳定,不能直接将太阳能极板应用于负载,需要将太阳能转变为电能后存储到一定的储能设备中,如铅酸蓄电池。
但只有当太阳能光伏发电系统工作过程中保持蓄电池没有过充电,也没有过放电,才能使蓄电池的使用寿命延长,效率也得以提高,因此必须对工作过程加以研究分析而予以控制,这种情况下太阳能充电控制器应运而生。
[2]
(2)充电控制器的作用及现状
太阳能充电控制器具备充电控制、过充保护、过放保护、防反接保护及短路保护等一系列功能,解决了这一难题,这样控制器在这个过程中起着枢纽作用,它控制太阳能极板对蓄电池的充电,加快蓄电池的充电速度,延长蓄电池的使用寿命。
同时太阳能充放电控制器还控制蓄电池对负载的供电,保护蓄电池和负载电路,避免蓄电池发生过放现象,由此可见,控制器具有举足轻重的作用。
[3]
市目前场上有各种各样的太阳能控制器,但这些控制器主要问题对于蓄电池的保护不够充分,不合适的充放电方式容易导致蓄电池的损坏,使蓄电池的使用寿命降低。
目前,控制器常用的蓄电池充电法包括三种:
恒流充电法、阶段充电法和恒压充电法。
但是这些方法由于充电方式单一加上控制策略不够完善,都存在一定的局限性。
另一方面,当蓄电池给负载供电时,由于控制器不能时刻检测蓄电池的电压,这样很容易发生蓄电池的过放电,将会导致蓄电池的深度放电,严重影响其寿命。
[4]
所以,如何改善太阳充控制器的充放电方式,开发性能优良的充放电控制器,提高其在实际应用中的效率,成为了一个重要的研究方面。
王海龙,王维俊,张国平,刘华,设计的光伏充电控制器由主电路单元和控制电路单元两大部分组成。
其中,主电路采用Buck电路的形式完成光伏组件输出电压到蓄电池充电电压的转换[5];而控制电路主要由控制芯片最小系统所需外围电路、电源单元、驱动电路、隔离电路、信号采集电路、保护电路和显示电路等组成,主要完成对主电路电流、电压和温度等相关参数的实时数据采集,经过主控制芯片运算后输出对开关器件的控制信号,以实现对充电控制器的充电电压、电流的闭环控制、温度补偿和相关保护功能。
参考文献:
[1]傅胤荣,胡义华.大功率智能充电器的研究与设计[J].通信电源技术,2007.
[2]孔令彬.微机控制蓄电池监测系统[J].电池工业,2002.
[3]周志敏.充电器电路设计与应用[M].北京:
人民邮电出版社,2005.
[4]蔡晓峰,张鸿博,黄伟.独立光伏系统蓄电池优化三段式充电策略研究[J].自动化仪表,2012(5):
67-69.
[5]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:
机械工业出版社,2000.
[5]赵争鸣,刘建政,孙晓瑛,等.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:
科学出版社,2005.
[6]刘立强,岑长岸,张淼.弱光下光伏充电器的设计[J].控制理论与应用,2008.
[7]陈体衔.VRLA蓄电池变电流间歇充电方法[J].电池,1998.
[9]冯垛生.太阳能发电原理与应用[M].北京:
人民邮电出版社,2007.
[10]DINGBo-xiao,WANGChun-bo.InhibitoryeffectofpolypeptidesfromChlamysfarrerionUVB-inducedapoptosisandDNAdamageinnormalhumandermalfibroblastsinvitro[J].ActaPharmacolSin,2003.
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径
2.1课题要求
对太阳能微电网充电控制器进行设计及器件参数选择和设计
2.2拟采用的研究手段及途径
1、分析太阳能电池板和蓄电池的特性。
2、根据太阳能电池输出特性和蓄电池的特性,实现最大功率输出的跟踪。
3、设计蓄电池的充电控制方法。
系统总体结构图
4、软件流程
电流采样
太阳能电池板
DC/DC变换器
分压
电压采样
电流采样
AD转换电路
单片机
蓄电池
分压
电压采样
指导教师意见:
指导教师:
年月日
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