智能光伏组件的研究与应用

论文摘要

以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要,加速开发利用以太阳能为主体的可再生能源己成为人们的共识。光伏发电系统可以直接将太阳光能转换为高品位能源——电能。光伏发电最重要的装置是光伏组件,所以光伏组件的质量与可靠性直接决定了整个光伏发电系统的可靠性与稳定性。由于德国的某大型光伏发电厂发生过一起由热斑效应引起光伏组件起火的严重事故,引出了本文对光伏组件的安全和功能的思考。本论文的主要内容如下:1、介绍了目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏发电的特点和光伏发电的主要结构组成作了简单介绍,明确了本课题要研究的内容。2、光伏组件是光伏发电系统的核心,本文具体讲述了光伏组件的组成与结构,分析了现有技术中存在的问题和弊端,提出了解决问题的方案。3、根据该方案,设计出了一种基于MOS管和单片机的光伏组件,其原理是单片机通过定时测试两路光伏电池片的输出电压来判断各路电池片的实际工作情况,根据其工作状态来控制起续流作用的MOS管的工作,以此来解决光伏组件的热斑效应问题。4、在光伏组件原有的基础上,对接线盒进行了扩展,增加了记录每天光伏组件的实际工作情况和其工作环境因素的功能,使光伏组件智能化。5、将单片机记录的数据都保存在一个外接EEPROM中,其存储容量达32K字节,能保证存储的数据掉电不丢失,存储时间长,稳定可靠。6、在数据采集上采用了红外无线传输技术,不仅保证了接线盒的密封性,而且使数据的采集和传输相当方便,真正实现了智能化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 光伏发电的意义及原理
• 1.1 开发光伏发电的迫切需要
• 1.1.1 太阳电池的原理
• 1.1.2 光伏电池的输出特性
• 1.1.3 衡量光伏电池优劣的参数
• 1.2 光伏发电系统的简单介绍
• 1.3 光伏发电的特点
• 1.4 光伏发电的现在与未来
• 第二章 单片机及红外通讯技术
• 2.1 PIC16F690 单片机的内部原理及功能
• 2.1.1 PIC16F690 简介
• 2.1.2 PIC16F690 内部结构及存储单元
• 2.1.3 PIC16F690 的其他功能
• 2.2 红外通讯技术简介
• 2.2.1 红外数据传输及其规范简介
• 2.2.2 IrDA 器件的构成及其使用
• 第三章 光伏组件技术的研究与分析
• 3.1 光伏组件技术
• 3.1.1 组件组合的基本原理
• 3.1.2 光伏组件的结构与加工
• 3.1.3 光伏组件的等效电路与遮挡模型
• 3.2 对克服热斑效应的研究与分析
• 3.2.1 热斑效应的模拟与试验分析
• 3.2.2 现有防热斑效应技术与不足
• 3.2.3 对现有防热斑效应技术的改进方案
• 第四章 整体方案的设计
• 4.1 设计思想
• 4.1.1 设计思路
• 4.1.2 算法设计
• 4.2 设计方案
• 4.2.1 设计参数与指标
• 4.2.2 软件设计方案
• 第五章 单片机的工作设计
• 5.1 PIC16F690 单片机的信号采集
• 5.2 PIC16F690 单片机的A/D 转换
• 5.3 PIC16F690 单片机的内部运算
• 5.4 PIC16F690 单片机的红外通信设计
• 第六章 电路原理与电路结构
• 6.1 总体电路的设计方案
• 6.2 各部分电路的设计方案
• 6.3 总体电路结构设计方案
• 6.4 硬件电路设计中应该注意的问题
• 第七章 软件设计
• 第八章 实际应用与测试结果分析
• 第九章 总结与展望
• 9.1 全文总结
• 9.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文