独立光伏发电系统研制

太阳能储量巨大,分布广泛,可再生,不污染环境,是化石能源的主要替代之一,因此开发利用太阳能具有重大的战略意义。目前光伏发电已经成为人类利用太阳能的最主要方式之一,但成本较高,在发展中国家的发展尤其缓慢。本文设计的独立光伏发电系统控制简单、成本低、效率高、可靠性高、易于实现。 本文首先介绍了太阳能电池与铅酸蓄电池的工作原理,设计了一种合理的铅酸蓄电池充电电路,提高了铅酸蓄电池使用寿命。推挽升压变换环节采用了电压闭环控制,将低压直流电转换成稳定的高压直流电,使逆变环节的控制简单化。同时高频技术让高频变压器取代了工频变压器,不但降低了成本而且减小了体积。为了提高效率且不影响输出纯正弦波的质量,本逆变器以单片机ATmega16L为控制核心,采用改进型SPWM控制技术,减小了IGBT开关次数,从而减小了开关损耗,效率自然就提高了。同时具有过压、欠压、过流和过热保护,确保逆变电源系统安全可靠地运行。 由于太阳在天空中的位置是不断变化的,本人设计了太阳自动跟踪系统。光敏二极管用来判断太阳的位置,单片机ATmega8L通过L297和L298芯片组成的驱动器来控制步进电机转动与停止,从而使太阳能电池板始终朝向太阳。这样,太阳能电池接收到的光辐射量增加,发电量也相应提高。 最后,系统性能测试的结果表明,逆变器输出正弦波谐波含量少,输出功率可达到1kW,效率在85%以上。太阳自动跟踪系统的跟踪误差在±8°范围之内。 可见,本文设计的独立光伏发电系统是可行的。