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研究生: 林育賢
Lin, Yu-Hsien
論文名稱: 具最大功率追蹤功能之隔離型光伏並聯系統
Design and Implementation of Isolated Parallel-Connected PV Power System with MPPT Function
指導教授: 陳建富
Chen, Jiann-Fuh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 隔離型直流-直流轉換器遮蔽效應最大功率追蹤技術
外文關鍵詞: Shading Effect, DC-DC high step-up converter, Solar cell array, Maximum power point tracking
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  • 為確保太陽能電池在遮蔽效應下仍可達到其最大發電效益,本文設計一隔離型光伏並聯系統,該系統係利用數位信號處理器來控制並實現分散式最大功率追蹤策略,使每一太陽能電池模組皆能操作在最大功率點,以減少因遮蔽因素而造成輸出功率不匹配等問題。本文所提架構係利用一太陽能電池模組搭配一組所提出之隔離型直流-直流昇壓轉換器並利用數位晶片執行最大功率追蹤,最後把多組轉換器輸出端並聯至一直流匯流排上。
    本文最後以兩組直流轉換器為例,驗證所提之方法可行性。所實現的系統為各一輸入端為100 W,總系統輸出能量為200 W。實驗證實本文所提出之隔離型轉換器其效率在輸出為30 W時可高達93%,輸出功率100 W時效率為91%。且本文所提出之光伏並聯系統在太陽能電池受到遮蔽時,仍可準確的追蹤到其最大輸出功率。

    In general, the shading effect cause the output power of photovoltaic (PV) modules miss match. In order to ensure the PV modules can work at the maxmium power point (MPP) under nonoptimal conditions such as shading, this thesis utilizes the digital signal process (DSP) to design an isolated PV parallel system and implement the maximum power point tracking (MPPT) function. The structure of the isolated PV parallel system is using an isolated DC-DC high step-up converter and using a set solar cell being the input power, then the output of the converters connect to the DC bus in parallel. The whole system is controlled by a DSP chip to achieve MPPT function.
    Finally, two isolated DC-DC converters are established to validate the claimed isolated PV parallel system. The output power of each DC-DC converter is 100 W, the total PV system output power is 200 W. The simulated and experimental results show that the efficiency of the DC-DC converter is up to 93% at 30 W output power, and the accurate of the PV system’s MPPT attain 99.7% even under shading effect. The theoretical analysis and experimental results are verified.

    摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 XI 符號表 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 本文貢獻 4 1.4 論文大綱 5 第二章 光伏系統架構簡介 7 2.1 太陽能模組 7 2.1.1 太陽能電池原理及特性 7 2.1.2 最大功率追蹤法則 10 2.2 昇壓轉換器 13 2.2.1 Micro-Converter 介紹 14 2.2.2 非隔離型昇壓轉換器 15 2.2.3 隔離型昇壓轉換器 16 2.3 遮蔽效應對太陽能模組影響 18 2.3.1 太陽能模組串聯時遮蔽效應影響 19 2.3.2 太陽能模組並聯時遮蔽效應影響 20 第三章 系統硬體及軟體設計 23 3.1 新型隔離型高昇壓直流-直流轉換器 24 3.1.1 隔離型高昇壓轉換器動作原理 24 3.1.2 電路架構設計 34 3.2 數位控制架構 36 3.2.1 微處理器簡介 37 3.2.2 最大功率追蹤控制流程 39 3.3 整體系統架構 41 3.3.1 數位訊號處理器 42 3.3.2 電壓迴授電路 44 3.3.3 電流迴授電路 45 第四章 光伏系統實測與討論 47 4.1 光伏系統規格 47 4.2 太陽能電池規格 49 4.2.1太陽能電池串聯架構下遮蔽模擬 53 4.2.2太陽能電池並聯架構下遮蔽模擬 55 4.3 光伏系統製作 57 4.3.1 隔離型高昇壓轉換器 57 4.3.2 最大功率追蹤 58 4.4 光伏系統模擬及實測 59 4.4.1 隔離型高昇壓轉換器模擬及實測 59 4.4.2 最大功率追蹤實測 66 4.4.3 多模組並聯實測 70 第五章 結論 73 5.1 結論 73 5.2 未來研究方向 73 參考文獻 75

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    下載圖示 校內:2016-08-23公開
    校外:2016-08-23公開
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