太阳能最大功率点跟踪控制系统的研究与实现

近年来,由于全球能源的逐渐紧张和环境污染的日益严重,清洁的可再生的太阳能越来越受到人们的重视,同时太阳能的光电转换技术也不断发展达到大规模应用的水平。在未来,太阳能光伏电池的应用有着良好的发展前景。目前,光伏系统所面临的主要问题之一是转换效率低。国内外许多文献针对此问题提出实现太阳能最大功率点跟踪的方法,通过在太阳能光伏电池和负载间加入最大功率点跟踪控制器可解决这一问题,达到充分利用太阳能的目的。 本文从分析现有的几种太阳能最大功率点跟踪控制(MPPT)算法出发,对这些算法的原理和特点分别进行分析,进而提出一种改进爬山法,该算法不仅控制思路简单,容易实现而且能够有效的避免传统爬山法因在最大功率点附近振荡运行造成的功率损失和出现跟踪方向误判的两种情形,实现又快又好的跟踪。在这个基础上,研究并自行设计了一个高可靠性和高集成度的自动控制系统。该系统以Buck型降压电路为主电路,采用单片机进行控制,实现对太阳能电压、电流的数据采集和处理,计算出最大功率点并进行功率点大小的比较,最终完成对功率开关管的精确控制。文中对太阳能光伏电池最大功率点跟踪控制系统的软、硬件设计过程进行详细阐述,最后对系统进行实验测试,实验结果表明,太阳能光伏电池的输出功率提高了8%左右,该系统达到了预期的目的和性能要求,具有可行性和实际利用价值。