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NXPMPT612光伏MPPT电池充电控制器参考设计

NXPMPT612光伏MPPT电池充电控制器参考设计
NXPMPT612光伏MPPT电池充电控制器参考设计

NXPMPT612光伏MPPT电池充电控制器参考设计

MPPTMPPTMPPT)集成电路,工作频率高达72MHz,具有多种串行接口(I2C, UART, SPI, SSP),专用的功能如光伏(PV)电压和电流测量,PV板参数配置,系统效率高达98%,提供10位ADC和8个模拟输入,转换时间低至 2.44 μs,主要用在太阳能PV和燃料电池DC充电控制,公共照明和LED街灯照明的电池充电,DC/DC转换器,微逆变器等.本文介绍了MPT612主要特性和优势,方框图,PV板,控制器 DC负载的简化PV系统框图以及MPPT充电控制器参考系统框图,电路图和材料清单.The MPT612, the first dedicated IC for performing the Maximum Power Point Tracking (MPPT) function, is designed for use in applications that use solar photovoltaic (PV) cells or in fuel cells. To simplify development and maximize system efficiency, the MPT612 is supported by a patent-pending MPPT algorithm, an application-specific software library and easy-to-use application programming interfaces (APIs). Dedicated hardware functions for PV panels, including voltage and current measurement and panel parameter configuration, simplify design and speed development.The MPT612 is based on a low-power ARM7TDMI-S RISC processor that operates at up to 70 MHz and can achieve system efficiency ratings up to 98 %. It controls the external switching device through a signal derived from a patent-pending MPPT algorithm. The DC source can be connected to the IC through appropriate voltage and current sensors. The IC dynamically extracts the maximum power from the DC source, without user intervention. The IC can be configured for boundary conditions set in software. There are up to 15 kB of flash memory available for application software.MPT612主要特性和优势:ARM7TDMI-S 32 bit RISC core operating at up to 70 MHz128-bit wide interface and accelerator enabling 70 MHz operation10-bit ADC providingEight analog inputsConversion times as low as 2.44 μs per channel and dedicated result registers minimize interrupt overheadFive analog inputs available for user specific applications . One 32-bit timer and external event counter with four capture and four compare channels . One 16-bit timer and external event counter with three compare channels . Low power Real-Time Clock (RTC) with independent power supply and dedicated 32 kHz clock input . Serial interfaces including:Two UARTs (16C550)Two Fast I2C-buses (400 kbit/s)SPI and SSP with buffering and variable data length capabilities . Vectored interrupt controller with configurable priorities and vector addresses . Up to twenty eight (28), 5 V tolerant fast general purpose I/O pins . Up to 13 edge or level sensitive external interrupt pins available . Three levels of flash Code Read Protection (CRP) . 70 MHz maximum clock available from programmable on-chip PLL with input frequencies between 10 MHz and 25 MHz and a settling time of 100 ms . Integrated oscillator operates with an external crystal at between 1 MHz and 25 MHz . Power saving modes include:Idle modeTwo Power-down modes; one with the RTC active and with the RTC deactivated . Individual enabling/disabling of peripheral functions and peripheral clock scaling for additional power optimization . Processor wake-up from Power-down and Deep power-down mode using an external interrupt or the RTCMPT612应用: . DC application charge controller for solar PV power and fuel-cells. The use cases are Battery charging for home appliances such as lighting, DC fans, DC TV,DC motor or any other DC applianceBattery charging for public lighting and signaling - LED street lighting, garden/driveway lighting, railway signaling, traffic signaling, remote telecom terminals/towers etcBattery

charging for portable devices . DC-DC converter per panel to provide improved efficiency . Micro inverter per panel removes the need for one large system inverter 图1.MPT612方框图采用MPT612参考板的光伏MPPT电池充电控制器Photovoltaic MPPT battery charge controller using the MPT612 IC reference board Dwindling fossil fuel resources and the adverse environmental effects arising from converting these resources into energy have placed increasing focus on the use of non-fossil fuel energy sources such as solar energy.Solar illumination can be converted into electrical energy through solar cells and the energy generated is called PhotoVoltaic (PV) energy. While the sun as a source is available for free, generating PV energy is expensive. This makes it important to extract the maximum PV energy from the incident sun light using the solar cells.Typical solar cells comprise a PN junction made of a semiconductor material such as silicon. Since the power from a single cell is too small to be of practical use, cells are connected in series-parallel fashion to realize higher power, voltage and current. These are called solar panels or modules. PV panels are rated in terms of peak-watt at standard test conditions (25 degree C, 1000 W/m2 power density and spectrum of AirMass 1.5).太阳能充电控制器The PV power extracted can be used:• To directly power a DC load• To be converted to AC using an inverter to drive an AC load• To charge an energy storage device (battery, super capacitor etc.) enabling the power to be used on demandThis application note focuses on charging batteries from a PV panel using anMPPT-enabled charge controller.Typically a charge controller performs the following basic functions:• Controls maximum power extraction from a panel by tracking the MPP and ensuring that the panel operates at MPP• Controls battery charging as defined in the battery charge cycle specification to improve usable battery life and protect it against reverse connection, over charging and deep discharging• Load protection against overloads and short-circuits• LED or LCD Status indications• Communication of system parameters to external systems using dedicated interfaces MPPT充电控制器参考设计The MPPT charge controller reference design example introduces a small, low-power MPPT IC called the MPT612, the first of its kind, supported by a patent-pending MPPT algorithm, which delivers up to 98% efficiency, and can be configured for customer-specific tasks. In this example, the charge controller takes power from solar PV panel and charges the battery as per the battery charge cycle specification. It also enables the battery to supply power to the DC loads connected to the controller. Apart from this, a number of protection mechanisms, system status indications, configurability, and communication facilities are implemented. The demo board also consists of a JTAG/UART add-on board which can be used for debugging, configuration, and data logging.图2.PV板,控制器DC负载的简化PV系统框图图3.充电控制器参考系统外形图图4.MPPT充电控制器参考系统框图图5.PV电压和电流检测电路图图6.电池电压和电流检测电路图图7.DC/DC降压/升压转换器电路图图8.MPPT数字电路图Charge controller board power supply schematic图9.JTAG/UART插入板电路图充电控制器板材料清单(BOM):JTAG/UART插入板材料清单:详情请见:/support/design/microcontrollers/solar.mppt/pdf/mpt612.pdf和/support/documents/pdf/an10936.pdf

太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究

太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究 发表时间:2016-03-29T17:40:08.700Z 来源:《基层建设》2015年23期供稿作者:雷云 [导读] 中信建筑设计研究总院有限公司此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中,这样可降低蓄电池的费用。 雷云 中信建筑设计研究总院有限公司 摘要:本文针对太阳能光伏发电系统的常规要求,提出了一种实用的太阳能光伏发电系统的主电路、控制电路方案,并设计了相关的硬件电路原理图。 关键词:最大功率跟踪;电导增量法;Boost变换器;太阳能光伏发电系统 一引言 本文设计的太阳能光伏发电系统的基本输出参数为:单相AC220V、50Hz,输出功率为3kVA。 系统的结构框图如图1.1所示。光伏电池96V~128V直流经过DC-DC升压变换器,升压得到400V的直流电压,再经过DC-AC逆变器,可输出220V、50Hz的正弦电压。 根据系统的输入输出的特点,整个系统分为两级,前级的DC-DC升压变换器和后级的DC-AC逆变器,从而避免了工频变压器的使用,缩小了装置的体积。此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中,这样可降低蓄电池的费用。DC-DC变换器的功能主要是将光伏阵列的输出直流升压成400V直流电,并实现最大功率跟踪。因此,DC-DC变换器的拓扑结构采用Boost电路,采用电导增量法,使光伏阵列工作在最大功率点。 DC-AC逆变器的功能主要是将直流电转换成220V、50Hz的正弦交流电压,并维持DClink的电压为400V。DC-AC逆变器的拓扑结构采用全桥式逆变器,控制方法选用平均电流控制。 图1.1 太阳能光伏发电系统结构框图 二太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究 1 电导增量法(导纳微分法) (1)电导增量法 电导增量法在光伏发电系统中广泛使用,它通过比较光伏电池阵列的检测变量的增量和瞬时电导值跟踪最大功率点。电导值的增量通过测量光伏电池阵列的输出电压、电流的变化量来确定。 dP/dV的值是与输出电压值一一对应的: ●当dP/dV=0(≈0),在最大功率点处或在非常接近最大功率点处(电压应该保持不变)。由于d I和d V不是精确计算的结果,因此在实际中可以认为dP/dV= e(e ≈ 0)时系统就工作在最大功率点。 ●当dP/dV>0,在最大功率点左边(应该增加电压)。 ●当dP/dV<0,在最大功率点右边(应该减小电压)。 通过测量和计算I/V和dI/dV的值就可以通过上边的关系判断出太阳能输出电压与实际最大功率点输出电压的关系。具体的实现方法如下: V(k)、I(k)为阵列当前电压、电流值;V(k-1)、I(k-1)为阵列上一周期电压、电流值;Vref为Boost电路开关占空比的参考电压值;△V为单个采样周期的电压增量。 因为dP/dV=d(IV)/dV=I+VdI/dV,所以通过判断I/V+dI/dV即G+dG的符号,就可以确定工作点在曲线的左、右哪侧的位置,从而对电压Vref进行相应的调节。 ● 若dV=0(表示系统在上一周期已经工作在最大功率点): 若dI=0,电压Vref保持不变;若dI>0,增加Vref;若dI<0,减小Vref; ● 若dV≠0: 若dI/dV=-I/V,阵列已工作在最大功率点,无须再调节电压Vref;若dI/dV>-I/V,增加Vref;若dI/dV<-I/V,减小Vref。(2)改进的电导增量法 针对电导增量法存在固定步长的缺点,采用变步长的寻优策略。 期望的目标是:

太阳能电池充电控制器电路图

太阳能电池充电控制器电路图(含原理说明) 采用专用蓄电池充电管理芯片UC3906设计太阳能充电控制器,经过实验室调试,其各项性能达到要求。控制器由切换电路、充电电路、放电电路三部分组成(见附图)。下面分别介绍其各个组成部分。 切换电路:太阳能电池接在常闭触点,继电器线圈受三极管Q2控制,当太阳能电池受光照时,Q1导通而02截止,使得继电器线圈绝大部分时间不耗电。在太阳能电池不受光照时,Q1截止而Q2导通,交流电经常开触点送出。 充电电路:由UC33906和一些附属元件共同组成了"双电平浮充充电器"。太阳电池的输入电压加入后.利用电阻R,检测出电流的大小,再利用R2、R3、R4、R5、R6检测蓄电池的工作参数,经过内部电路分忻.进而通过Q3对输出电压、电流进行控制。Rs取值为0.025Ω,充电电流最大为10A,根据蓄电池的容量大小.可改变R,以改变充电电流。 在恒流快速充电状态下,充电器输出恒定的充电电流Imax,同时充电器监视电池两端电压,当电池电压达到转换电压V12时,电池的电量已恢复到容量的70%~90%,,充电器转入过充电状态,在此状态下,充电器输出电压升高到V。。由于充电器输出电压恒定不变.所以充电电流连续下降.当充电电流下降到Io ct 时,电池容量已达到额定容量的100%,充电器输出电压下降到较低的浮充电压Vf蓄电池进入浮充状态。此时U C3906的⑩脚输出高电平,LM2903的①脚输出低电平,发光二极管发光,指示蓄电池已充足电。图中的电路还具有涓流充电的功能,涓流充电的电流值为It,R2为涓流充电的限流电阻。 放电电路:用LM2903接成双迟滞电压比较器,可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。R10、R Pl、RP2、LJ2B、Q4、Q5和K2组成过放电压检测比较控制电路。电位器RPl、RP2起设定过放电压的作用。可调三端稳压器LM317给LM2903提供稳定的8V工作电压。 当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时,U2B的⑥脚电位高于⑤脚电位,⑦脚输出低电位使04截止,Q5导通,K2动作,其常开触点闭合,LED2发光指示负载工作正常;蓄电池对负载放电时端电压会逐渐降低,当端电压降低到小于预先设定的过放电址值时。U2B的⑥脚电位低于⑤脚电位,⑦脚输出高电位使Q 4导通,Q5截止,K2释放,LED2熄灭,指示过放电。该控制器能有效地防止蓄电池过充、过放、过流,可满足了太阳能充电控制器的需要。

太阳能光伏发电逐日自动控制系统的设计

太阳能光伏发电逐日自动控制系统的设计 【摘要】:随着石油、煤炭和天然气等化石能源的不断减少,可再生能源的重要性不断增加,其开发利用备受人们关注。研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是理想的替代能源,世界各国都在积极开发利用太阳能,太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而太阳能不易收集、能量密度低、随着季节、天气和昼夜等变化而变化,使太阳能发电效率低下成为制约太阳能利用的一个重要因素,因此高效率的利用太阳能是太阳能发电的关键问题。目前,太阳能电池板阵列大多是固定安装的,不能时刻保证太阳光到电池板阵列的垂直照射,发电效率低。本文采用地平坐标系下的太阳跟踪系统,运用太阳运动轨迹跟踪和光强传感器相结合的方法。由光强传感器的检测结果来判断天气的状况,从而控制跟踪的启停,选用天文公式计算太阳的运行轨迹确定太阳的方位,通过单片机MSP430f149输出控制信号,控制云台带动太阳能电池板运动,实现太阳光到电池板的垂直入射,从而提高太阳光照辐射量,达到提高光伏系统发电效率,节约能源的目的,并将跟踪时间划分了几个不同的时间区间,每个区间内的跟踪间歇时间间隔不同,使系统获得了更多的太阳辐射能量,并提高跟踪精度。调试结果证明,该系统易于实现,运行平稳,可应用在大型光伏电站项目中。【关键词】:光伏发电自动跟踪太阳运动轨迹光强检测 【学位授予单位】:山西大学

【学位级别】:硕士 【学位授予年份】:2013 【分类号】:TM615;TK513.4 【目录】:中文摘要8-9ABSTRACT9-11第一章绪论11-171.1课题研究的背景111.2课题研究的意义11-121.3国内外太阳能开发利用现状12-141.3.1国内太阳能开发利用现状12-131.3.2国外太阳能开发利用现状13-141.4太阳跟踪系统的国内外研究现状14-151.4.1太阳跟踪系统的国内研究现状14-151.4.2太阳跟踪系统的国外研究现状151.5课题研究的主要内容15-161.6本章小结16-17第二章跟踪控制系统研究及方案设计17-252.1跟踪方法原理简介172.2跟踪系统简介17-182.3太阳跟踪方案的选择18-242.3.1太阳运动轨迹模型18-192.3.2太阳运动轨迹计算19-232.3.3日照时间23-242.4本章小结24-25第三章系统的硬件设计25-413.1系统组成253.2设备选型25-333.2.1微控制器选型25-273.2.2光敏元件选型27-293.2.3太阳能电池板29-303.2.4蓄电池303.2.5充电控制器30-313.2.6执行机构31-323.2.7设备连接32-333.3跟踪控制器电路设计33-403.3.1晶振电路333.3.2复位电路33-343.3.3电源电路343.3.4485通信接口设计34-363.3.5外部时钟电路36-393.3.6光强检测电路39-403.4本章小结40-41第四章软件设计41-454.1自动跟踪主程序设计41-424.2间隔模式程序设计42-434.3IAR软件使用说明43-444.4本章小结44-45第五章结论和展

基于51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计毕业设计论文

毕业设计论文 基于51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计

目录 摘要……………………………………………………………………..I Abstract…………………………………………………………………..II 第一章:绪论 1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 1.2 太阳能热水器的应用及意义 第二章:太阳能热水器的组成及工作原理 2.1 系统总体结构设计 2.2 太阳能热水器组成及原理 2.3 主要芯片的结构与特点 2.3.1 DS12887实时时钟芯片简介 2.3.2 80C51单片机结构特点 2.3.3 数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理 第三章:太阳能热水器硬件设计 3.1 太阳能控制器硬件结构 3.2 控制器实时时钟接口电路设计 3.3 水位检测和温度检测接口电路设计 3.4 看门狗和复位接口电路设计 3.5 键盘和显示接口电路设计 3.5.1 键盘电路 3.5.2 显示接口电路 3.6 光电隔离与辅助加热电路设计 第四章:控制器的软件设计 结束语 参考文献 致谢 附录 太阳能热水器智能控制器的设计

摘要 太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。本文结合实际太阳能热水器的具体应用,在介绍太阳能、传感器、单片机的特点基础上,详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点,提出了一种基于DS12887的太阳能热水器智能控制器的设计方法,给出了系统硬件设计及软件实现方法。 全文分三大部分。第一部分包括第一章,描述太阳能的利用和前景发展状况。第二部分包括第二章,描述太阳能系统组成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件设计及电路原理和软件设计,分别介绍了传感器的特点及应用、一般的太阳能热水器及循环系统、单片机发展和原理,这也是此款太阳能热水器的理论基础和必要前提。 关键词:太阳能热水器;传感器; 模糊控制; 实时时钟;单片机 Design of intelligent controller for Solar Water Heater Abstract Solar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on author’s real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hearer after introducing the characters of solar、sensor、Single Chip

光伏发电系统控制系统设计

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题目光伏发电系统控制系统设计 学生姓名*** 学号**** 系部电气工程系 专业机电一体化 班级***** 指导教师【***】【讲师】 顾问教师 二〇一二年十月 摘要 进入二十一世纪,人类面临着实现经济和社会可持续大战的重大挑战,而能源问题日益严重,一方面是常规能源的缺乏,另一方面石油等能源的开发带来一系列的问题,如环境污染,温室效应等。人类需要解决能源问题,实现可持续发展,只能依靠科技进进步,大规模开发利用可再生能源和新能源。太阳能是一种有前途的新型能源,具有永久性、清洁型和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长,

只要有太阳在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染问题;光伏发电系统可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,而且还缓解了目前能源危机与环境危机,只是其它电源无法比拟。 关键词:太阳能供电系统蓄电池逆变

目录 编号 ..................................................................................................................... 错误!未指定书签。摘要 ................................................................................................................. 错误!未指定书签。目录 ............................................................................................................. 错误!未指定书签。第一章绪论 ................................................................................................... 错误!未指定书签。光伏发电控制系统简介 ........................... 错误!未指定书签。问题的提出 ..................................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要目的和意义 ..................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要内容 ........................... 错误!未指定书签。第二章可编程控制器()基础知识 ............................................................. 错误!未指定书签。可编程控制器() ............................... 错误!未指定书签。 的定义......................................... 错误!未指定书签。 的特点......................................... 错误!未指定书签。 的简介及模块................................... 错误!未指定书签。第三章系统硬件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 光伏供电装置................................... 错误!未指定书签。光伏供电系统 ................................... 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。 基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。第四章系统软件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。 主程序设计..................................... 错误!未指定书签。 子程序设计..................................... 错误!未指定书签。 监控界面的设计................................. 错误!未指定书签。第五章系统调试 ............................................................................................... 错误!未指定书签。 调试主要内容................................... 错误!未指定书签。调试结果 ....................................... 错误!未指定书签。第六章总结与展望 ........................................................................................... 错误!未指定书签。 总结........................................... 错误!未指定书签。 展望........................................... 错误!未指定书签。

新能源发电与控制技术复习题完整版

《新能源发电与控制技术》 蓄能元件及辅助发电设备 3大部分组成。 多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池 、碲化镉太阳电池 与 铜铟硒太阳电池5种类型。 18. 天然气是指地层内自然存在的以 碳氢化合物为主体的可燃性气体。 19.燃气轮机装置主要由 燃烧室、压气机 和 轮机装置3部分组成。 二、简答题 1. 简述能源的分类? 答:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地 热能、核聚变能。还可以分为:一次能源、二次能源、终端能源,可再生能源、非可再生能源,新能源、 常规能源,商品能源、非商品能源。 2. 什么是一次能源? 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源 ,它包括:原煤、原油、天然 气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等 3. 什么是二次能源? 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品 ,称为二次能源,例如:电力、蒸汽、煤气、汽油、柴 油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等 4. 简述新能源及主要特征。 答:新能源是指技术上可行,经济上合理,环境和社会可以接受,能确保供应和替代常规化石能源 的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系 主要包涵两个方面:①、新能源体系包括可再生能源和地热能,氢能,核能;②、新能源利用技术,包括高 效利用能源,资源综一、填空题 1. 一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换 的各种能量和资源。 2. 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到 的能源产品。 3. 终端能源是指供给社会生产、非生产和生活中直接用于消费的各种能源。 4. 典型的光伏发电系统由 光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和 负载等组成。 5. 光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为 独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。 6. 风力发电系统是将 风能转换为电能,由机械、电气和控制3大系统组合构成。 7. 并网运行风力发电系统有 恒速恒频方式和变速恒频方式两种运行方式。 8. 风力机又称为风轮,主要有 水平轴风力机和垂直轴风力机。 9. 风力同步发电机组并网方法有 自动准同期并网和自同步并网 10. 风力异步发电机组并网方法有 直接并网、降压并网 和晶闸管软并网 11. 太阳的主要组成气体为 氢 和氦。 12. 太阳的结构从中心到边缘可分为 核反应区、辐射区 、对流区和太阳大气。 13. 太阳能的转换与应用包括了太能能的 采集、转换、 储存、运输与应用。 14. 光伏发电是根据 光生伏特效应 原理,利用 太阳电池 将太阳光能直接转化为电能。 15. 光伏发电系统主要由 太阳电池组件 ,中央控制器、充放电控制器、逆变器 和蓄电池、 17.生物质能是绿色植物通过叶绿素将 太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。 16.太阳电池主要有单晶硅太阳电池

智能独立光伏电源控制器的设计

欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息 E I C Vo l .152008No.2 31  应的回调函数,完成了数据的接收、保存、运算,是本设计中的重点。编写时主要是灵活调用MAT LAB 所提供的有关函数。 4 总结 本设计中前端数据处理简单快捷,可靠性强,成本低,主要任务是完成数据实时的采集,并快速送往上位机。上位机程序基于MAT LAB 软件,充分利用了MAT LAB 的面向对象技术、强大的科学计算能力和灵活的人机界面。本设计中利用串口接收前端MCU 的数据并保存降低了系统成本、快速FFT 运算有效增加了软件处理的实时性且编程简便、强大的人机界面有效提供了所测电量的波形和频谱。□ 参考文献 [1]任子晖.煤矿电网谐波分析与治理.徐州:中国矿业大学出版 社,2003. [2]The Math Works .I nc,Hel p for U sing MAT LAB,Massachusetts of America,The Math Works .I nc ,2004.9. [3]徐俊文等.MAT LAB 环境下的G U I 编程[J ].内蒙古民族大学 学报(自然科学版),2006.21(6):640-641.[4]崔怡.MAT LAB 5.3实例详解.北京:航空工业出版社,2000. 作者简介:岳明道(1979-),男,中国矿大硕士研究生,研究方向为电网谐波分析与治理;任子晖(1962-),中国矿业大学信电学院电子科学与技术学科教授,博士生导师,江苏省电机工程学会理论电工专业委员会副主任委员,江苏省电子学会理事,研究方向为检测技术与自动化装置。 收稿日期:2007209212(7591) 文章编号:167121041(2008)022******* 智能独立光伏电源控制器的设计 张 昭,张国荣,苏建徽 (合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009) 摘要:本文针对偏远地区通讯或监控设备的独立光伏供电系统介绍了 一种智能太阳能电源控制器的设计方案。按照该方案所设计的太阳能电源控制器具有控制简单、功能强大、运行可靠、价格低廉等优点,长期的运行实践证明了它的可行性。关键词:太阳能;电源控制器;智能中图分类号:T M910.2 文献标识码:A D esi gn of i n telli gen t st and 2a lone PV power supply con troller ZHANG Zhao,ZHANG Guo 2rong,SU J i a n 2hu i (School of Electr i c Eng i n eer i n g and Automa ti on,Hefe i Un i versity of Technology,Hefe i 230009) Abs tra c t:Fo r the s ta nd 2a l o ne p ho t ovo lta i c pow e r sys tem i n the com 2m un i ca ti o n o r m on it o ri ng de vi ce s i n the rura l a rea s,the pap e r p re s 2e n ts a de s i gn schem e o f a n i n te lli ge nt so l a r pow e r supp l y con tr o ll e r .The so l a r pow e r supp l y con tr o ll e r ba se d o n this de s i gn schem e ,ha s the a dvan ta ge s of si m p l e co ntr o l,pow e rfu l func ti o n,re li abl e ope ra ti o n and l o w p ri ce.The l o ng -te r m ope ra ti o n ha s p r oved its fea si bility .Ke y wo rds:so l a r e ne rgy;pow e r supp l y con tr o ll e r;i nte lli ge n t 1 引言 目前我国移动通信运营商对基站的覆盖要求越来越高,从市区、乡村向一些高山海岛覆盖,这些站点往往无法接入市电,但是在这些地区中众多西部偏远地区太阳能资源开发潜力巨大,年平均辐射量都在每平方米5千瓦时以上,在西藏一些地区日辐射量甚至高达每平方米7千瓦时以上,年日照时数大于 2000小时[1] 。因此对于这些西部偏远地区的移动通信基站采用独立光伏供电系统进行供电具有很强的实用性和可行性。本文针对这些偏远地区通讯与监控设备的独立光伏供电系统,介绍了一种单片机控制的太阳能电源控制器的设计方案。按照该方案设计的太阳能电源控制器具有控制简单、功能强大、运行可靠、价格低廉等优点,长期的运行实践证明了它的可行性。 2 太阳能电源控制器的技术特点与要求 (1)该电源控制器主要应用于偏远地区通讯与监控设备 的独立光伏电站,这些电站往往地处偏远,站点分散,周围环境恶劣,不适宜工作人员长期职守,这就要求该控制器具备自动控制和远程通讯功能,使工作人员能够实现对它的远距离监控。 (2)由于环境恶劣、维护不便,该控制器自身必须具备完善的保护功能,较强的抗电磁干扰能力。 (3)针对移动通信基站的功率要求,该控制器主要适用于1~7k W 的中小型独立光伏供电系统。从成本与可靠性方面考虑,该控制器采用逐级充电切换方式对蓄电池进行多路充电控制。 (4)为保证移动通信基站工作的稳定性,该电源控制器还必须具有很高的可靠性。该电源控制器除具备自动控制方式外还得有备用控制方式,配备有备用电源。 3 太阳能电源控制器系统的原理和设计 3.1 系统主电路原理和设计 光伏阵列的输出V -I 特性曲线如图1所示。在一定的光照、电压和温度范围内光伏阵列输出特性近似为电流源,因此利用直接耦合情况下蓄电池组对光伏阵列输出电压的钳位作用可以保证光伏阵列工作在一定的电压范围内对蓄电池组进行充电。 图1 光伏阵列V -I 特性曲线 本文论述的太阳能电源控制器从成本与可靠性方面考虑 将光伏阵列分成8个支路,采用逐级切换方式对-48V 阀控式免维护铅酸蓄电池(VRLA )组进行多路充电,再由蓄电池组对负载进行供电。控制器主电路如图2所示。K 为电子开关控 仪器仪表用户 □科研设计成果□

光伏发电技术及应用专业课程

公共必修课 思想道德修养及法律基础、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、大学体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、大学生就业与创业指导、沐浴经典、红色江西、形势政策 专业基础课 高等数学、大学物理、光伏技术概论、电工电子学、半导体物理器件、太阳电池材料、光伏设备概论 专业课 专业技能课 工程计价与计量、工程制图、AutoCAD 专业必修课 太阳电池原理与工艺、太阳能发电技术、光伏建筑电气控制技术、光伏系统设计与施工、供配电系统、光伏建筑工程 专业任选课 高级语言程序设计、工业计算机控制技术、新能源发电技术、专业英语 集中实践教学 太阳能发电技术课程设计、光伏系统设计与施工课程设计、光伏建筑工程课程设计、军事训练、入学教育、岗位实训、毕业设计(论文) 主干课程 (1)《太阳电池原理与工艺》 课程简介:本课程主要讲授光生伏打效应机理、p-n结、太阳电池的工作原理、制造工艺、测试和应用等方面的技术,使学生对太阳电池器件的原理及工艺有较为系统的掌握。 (2)《太阳能发电技术》 课程简介:本课程主要讲授太阳能光伏发电工作原理、内容包括太阳能电池组件的特性、结构及种类,功率调节器的工作原理、功能、电路构成及种类、选择方法、相关设备及部件,太阳能光伏发电系统设计与施工、维护检查与测量,熟悉太阳能光伏发电系统的法律法规及并网系统技术要求准则。 (3)《光伏系统设计与施工》 课程简介:主要介绍光伏系统的构成及设计原理和规则,阐述光伏系统的施工技术和方法。使学生初步掌握光伏系统的设计方法,了解光伏系统的施工步骤,为学生将来独立参与光伏系统的设计和施工打下基础。 (4)《光伏建筑电气控制技术》 课程简介:本课程主要结合光伏发电讲授建筑配电系统常用的电器元件、继电器、接触器控制的基本控制电路、建筑电气控制技术的设计、建筑中常用的电气设备的控制原理、可编程控制器的基本工作原理及其在光伏建筑中的应用等方面知识。 (5)《太阳电池材料》 课程简介:介绍太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺,着重从材料制备和性能的角度出发,阐述常用的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构组成对太阳电池的影响。 (6)《工程计价与计量》 课程简介:本课程主要介绍太阳发电建设项目在决策、设计、招投标、实施、竣工验收等阶段的计价方法,使学生初步掌握工程计价与计量专业技能,扩展学生的工程经济知识与相关能力。

太阳能电源控制器使用说明书

JA系列太阳能电源控制器使用说明书 一:产品主要特点 1.使用了工业级MCU和专用软件,实现了智能控制。能在寒冷,高温,潮湿 环境运行自如。 2.利用放电率特性修正的准确放电控制,放电终了电压是由放电率修正的控 制点,消除了单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄电池固有的特性, 即不同的放电率具有不同的终了电压。 3.具有过充,过放,电子短路,过载保护,独特的防反接保护等全自动控制; 产品所有的保护功能均不损坏任何器件,不烧保险丝。 4.采用了串联式PWM充电电路,使充电回路的电压损失较小,比传统的二极 管式充电电路降低近一半的压降,充电效率较非PWM高5%以上,增加了用 电时间;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自动控制方式使系统有 更长的使用寿命;同时具有高精度的温度补偿。 5.直观的LED发光指示充电和电量状态,让用户了解使用状况。 6.采用Flash存储器记录各工作点,使设置数字化,精度和可靠性更高。 7.使用了数字LED显示及设置,一键式操作即可完成所有设置,使用方便直 观。 8.系统电压自动识别。 二:系统说明 本控制器专为太阳能直流供电系统,太阳能直流路灯系统设计,并使用了专用电脑芯片智能化控制。采用一键式轻触开关,完成所有操作及设置。 具有短路,过载,独特的防反接保护,充满,过放自动关断,恢复等全功能保护措施,详细的充电指示,蓄电池状态,负载及各种故障指示。本控制住通过电脑芯片对蓄电池的端电压,放电电流,环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样, 通过专用控制模型计算,实现符合蓄电池特性的放电率,温度补偿修正的高效高准确率控制,并采用了高效PWM充电模式,保证蓄电池工作在最佳的状态极大的延长蓄电池的使用寿命。具有多种工作模式,满足各种需要。并具有模式选择掉电保护功能。 三:控制器面板及外形尺寸 四:安装及使用 1.控制器的固定要牢靠,安装孔如图: 外形尺寸: 124 X 92 X 28(mm) 安装孔尺寸: 117 X 68 (mm) 2.导线的准备:建议使用多股铜芯绝缘导线。在保证安装位置的情况下,尽可 能减少连线的长度,减少损耗。按照不大于4A/mm2的电流密度选择铜导线面积,将控制器一侧的接线头剥去5mm的绝缘。 3.太阳能电池板、蓄电池及负载连接到控制器时不分先后,可按任意顺序连接, 但注意正负极不能接反,如若连接正确,控制器上的power指示灯就会亮起。 五:使用说明 充电指示:当系统连接正常,且有阳光照射到光电池板时,充电指示灯为常亮,表示系统充电电路正常;充电过程使用了PWM方式,如果发生过放动作,充电要达到提升充电电压,并保持60分钟,而后降到直充电压,保持60分钟,以激活蓄电池,避免硫化结晶,最后降到浮充电压,保持浮充充电。如果没有发生过放,将不会有提升充电方式,以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。当电池板对蓄电 开始充电数码管显示为流水作业。当停止充电或充满后,数码管停止充电指示,显示电量。 蓄电池状态指示:蓄电池电压由数码管显示(1-25%,2-50%,3-75%,4-100%);当电池电压降到过放/过压时故障指示灯常亮,此时控制器自动关闭输出。当电池电压恢复到正常工作范围时,将自动打开输出,故障指示灯灭。 负载指示:当负载开通/关断时,负载指示灯常亮/长灭。故障指示灯亮,负载关断,对应数码管显示对照表查看何种原因;如果负载电流超过控制器1.25倍额定电流60S时,或负载电流超过额定电流1.5倍5S时,故障指示灯为红色慢闪,表示过载,控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时,控制器立即关闭输出,故障指示灯慢闪。出现上述现象时,用户应当仔细检查负载连接情况。断开有故障的负载后,按一次按键,控制器自动恢复正常工作,或等到第二天可以正常工作。控制器默认第一次上电打开负载,用户可以自行按键开关负载,负载指示灯亮,负载输出;负载指示灯灭,负载关断。对应故障显示见下表。 注意:故障查看时请断开太阳能电池板! 六:技术指标 型号JA1205 JA1210 JA2405 JA2410 额定充电电流 5 10 5 10 额定负载电流 5 10 5 10 系统电压12 24 过载保护额定电流的1.25倍60秒保护,额定电流的1.5倍5秒保护 短路保护大于或等于额定电流的3倍进行短路保护动作 空载损耗≤6mA 充电回路压降≤0.26V 放电回路压降≤0.15V 过压保护16.5V/33V 过压恢复15V/30V 工作温度工业级:-35℃至+55℃ 提升充电电压14.6V/29.2V(维持时间:1H) 直充充电电压14.4V/28.8V(维持时间:1H) 浮充13.8V/27.6V 温度补偿-5mV/℃/2V(提升、直充、浮充电压补偿) 欠压电压12V/24V 过放电压11.1V/22.2V 过放恢复电压12.6V/25.2V 充电方式PWM脉宽调制 产品重量0.22kg 七:常见故障现象及处理方法 现象解决方法 有阳光照射到电池组件但充电 指示灯不亮 检测光电池两端接线是否正确、可靠 充电指示灯快闪蓄电池开路,或充电电路损坏 电源指示灯亮且故障指示灯不 亮,无输出 检测用电器连接是否正确、可靠 故障指示灯快闪且无输出输出有短路或过载,检测输出线路,移除所 有负载后,按一次按键恢复正常输出 电源指示灯不亮且故障指示灯 常亮,无输出 蓄电池过放,充足电后自动恢复 注:本公司保留变更的权利,恕不令行通知! 感谢您的使用,使用前,请仔细阅读产品说明书。 数码管显示对照表 25%电量1过放 50%电量2过压U 75%电量3短路E 100%电量4过载C

离网光伏发电控制系统样本

一、国内外研究现状 随着传统能源的FI益枯竭,新能源发电逐渐得到世界各国的广泛重视,其中太阳能光伏发电凭借其多方面的优点得到越來越多的推广。为了充分利用太阳能,最大效率的将电池板上的太阳能转化为电能,减少充放电次数,使蓄电池优化运行,提高逆变器运行的可靠性、稳定性和安全性,必须对最大功率点跟踪、蓄电池控制、逆变器设计的控制策略展开深入的研究。 1、最大功率跟踪点算法研究现状 光伏电池是太阳能光伏发电系统最基本的环节,且价格比较昂贵,它的能量转换效率影响着系统的整体效率和成本,因此必须使其最大限度地输出功率。然而,光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,输出功率很容易随着外界环境温度、光照强度、负载状态的变化而变化。在一定的电池温度和光照强度下光伏电池能够工作在不同的输出电压,拥有不同的输出功率,只有在某一电压值下,输岀功率才能达到最大值,这时光伏电池的工作点称之为最大功率点。也就是说,在一定光照强度和温度下,太阳能电池有唯一的最大输出功率点。为了始终能工作在最大功率点,以达到输出功率最大,能量利用率最高的目的,因此必须对光伏电池进行最大功率跟踪点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称 MPPT)o 当前提出的MPPT方法很多,主要有恒电压法、扰动观察法、 增量电导法、间歇扫描法、智能控制法等,每种方法都有各自的优缺点。下文将针对比较常见的、应用最为广泛的恒电压法、扰动观

察法、电导增量法进行简要介绍对比。 (R恒电压法 忽略电池温度影响时,在不同的光照强度下,光伏电池输岀曲线的最大功率点近似分布在一条垂直线的附近。只要保持光伏电池输出电压为常数,且等于某一光照强度下光伏电池最大功率点的电压,就能基本保证在该温度下光伏电池工作在最大功率点, 从而实现MPPTo 由此可知,恒电压法实质上是把MPPT控制简化为恒电压控制,构成了恒定电压的MPPT控制。 恒定电压法具有控制简单,易于实现,稳定性好,可靠性高等优点,比较适合于低成本的应用场合或教学实验中,能够简化控制部分的设计。可是,这种方法忽略了电池温度对光伏电池最大功率点的的影响,当温度变化时,如果仍采用此法,光伏电池的输岀功率将会偏离最大功率点,造成能量的浪费,特别是对于早昼夜和四季温差大的地区,控制精度就更差,系统损失功率就更多。因此恒定电压法并不能完全实现真正意义上的最大功率跟踪。为了克服使用场所冬夏早晚、阴晴雨雾等环境变化对系统造成的影响,在恒定电压控制的基础上能够引进温度反馈來修正工作点电压,提高系统的整体效率。 (b)扰动观察法 扰动观察法(Perturb & Observe Algorithms)又称爬山法,主要根据光伏电池的P-U特性,经过扰动端电压來寻找最大功率点。而且不论外界环境如何变化,它都能够真正实现MPPT控制,因此是当前MPPT应用最广泛的方法之一。其工作原理是在光伏电池正常工作时,

伏科太阳能充放电控制器

公司简介 作为一家德国独资企业,伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一,从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用,提供高质量,高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲,其中包括3个生产基地和14个办事机构,建立了遍布全球范围的销售网络。 发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术,从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从1991年开始,这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 2000年底,在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下,成立了伏科集团。自此,伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身,快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队,并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此,伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时,也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类:系统管理器, 充放电控制器, 直流节能灯, 系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品,请参见应用案例. 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质,高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标,不断提高创新新技术,极大地提高了电池寿命,改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性,改善了系统的整体效率,并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中,如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性

伏科太阳能充放电控制器

伏科太阳能充放电控制器

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公司简介 作为一家德国独资企业,伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一,从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用,提供高质量,高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲,其中包括3个生产基地和14个办事机构,建立了遍布全球范围的销售网络。发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术,从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从1991年开始,这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 2000年底,在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下,成立了伏科集团。自此,伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身,快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队,并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此,伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时,也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类:系统管理器,充放电控制器,直流节能灯,系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品,请参见应用案例. 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质,高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标,不断提高创新新技术,极大地提高了电池寿命,改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性,改善了系统的整体效率,并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中,如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性 高度的灵活性使我们能满足客户的特殊需要,可以为大型农村偏远地区供电工程提供专业的工业系统方案和低成本离网型系统解决方案。

太阳能发电与市电互补型充放电控制器

太阳能发电与市电互补型充放电控制器 --------- EPRC-G 系列 使用手册 亲爱的用户: 非常感谢您选用本公司产品! 此产品手册提供一些包括安装、使用、编程及故障排除等在内的重要信息和建议。在使用本产品前,请仔细阅读本手册。 特别注意手册中有关安全的使用建议。

目录 一、产品特点 (1) 二、主要功能 (1) 三、使用建议 (1) 四、安装和接线 (2) 五、产品外壳和安装尺寸 (3) 六、操作说明 (7) 七、工作指示灯指示说明 (8) 八、技术参数表 (9) 九、产品原理图 (11)

一、产品特点: ●太阳能发电与市电互补为负载供电,在太阳能发电不足时自动转 为市电为负载供电,具有极高的供电保障率。 ●PWM串联充电方式,具有相当高的充电效率。 ●全面的电子保护措施,过载、短路保护、防反接等电子保护。 ●具有温度补偿功能。 二、主要功能: ●控制器主要用来保护蓄电池,避免源自太阳能组件能量的过度充 电及负载运行造成的过度放电。 ●充电特性包括几个阶段,控制器可以根据环境温度自动调节充电 电压(自动温度补偿)。 ●在太阳能发电不足(即蓄电池电压到达过放点电压)时自动切换 到由市电供电。 ●可以通过按键数码管配合调整光控开启负载输出以及延时关闭输 出。还可以设置光控延时输出的延时时间。 ●本产品拥有一系列的显示和保护功能。 三、使用建议: ●本控制器主机在运行期间本身会发热,必须安装在有适当的通风 散热的环境中。避免安装在狭小的隔热的空间内。 ●本控制器本身不需要任何维护,如需清洁请使用干布擦拭。 ●蓄电池需要经常性的充满(至少一个月一次),才能有效的保证使 用寿命,否则蓄电池很容易永久损坏。 ●在系统运行期间,只有充入的能量大于放出的能量,蓄电池才会 被充满,在计算系统配置时请注意这一点,特别是在另外增加负 载时。 四、安装和接线: 安装注意事项 控制器可以检测周围环境的温度,以调节充电电压,因此控制器必须和蓄电池安装在同一温度环境内。 控制器运行期间自身温度要升高,所以要将其安装在不易燃的表面上。

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