独立光伏发电LED照明系统的研究

【摘要】： 近年来，随着科技进步，以独立光伏发电LED照明系统为代表的景观照明产业得到了蓬勃的发展。但是，系统的重要组成部分一太阳电池的价格仍然较高，其光电转换效率有待继续提高，且由于系统往往仅通过防电流倒灌二极管将硅太阳电池与蓄电池直接相连，降低了硅太阳电池的能量利用率，致使系统的性价比不高：不仅如此，作为系统光源，LED也由于驱动电路的不合理而造成严重的光衰现象，降低了系统的性价比。 论文首先从整体上对独立光伏发电LED照明系统做了详细阐述，并介绍了系统中的硅太阳电池、铅酸蓄电池、LED光源等各个组成部分的配置原则。 然后研究分析了硅太阳电池的特性，对太阳电池的等效串连、并联电阻对电池输出特性的影响作用做了研究，并在阅读大量参考文献的基础上，对目前国内外关于太阳电池最大功率点追踪策略的若干种方法以及各自的优缺点进行了总结、归纳。然后着重研究了扰动观察法最大功率追踪策略，分析了用扰动观察法进行功率点追踪过程中的功率振荡问题，并在此基础上提出了一种控制简单有效、适合以蓄电池为负载的太阳电池最大功率点追踪策略；进一步分析了硅太阳电池阵列的电气特性以及相关的最大功率点追踪策略，提出了一种能够适应外界环境的变化、无功率振荡的扰动观察法最大功率点追踪策略，并通过实验验证了方案的优越性；最后设计了LED光源的驱动电路。 【关键词】：光伏发电 硅太阳电池 最大功率点追踪 LED
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM923
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 绪论6-18
• 1.1 引言6-11
• 1.2 光伏发电系统的分类11-14
• 1.3 光伏发电照明的优势14-15
• 1.4 国内外光伏发电研究现状及发展趋势15
• 1.5 本课题的研究意义及主要工作15-18
• 第二章 光伏发电照明系统的配置18-30
• 2.1 太阳电池配置18-21
• 2.2 蓄电池配置21-23
• 2.3 LED光源配置23-26
• 2.4 控制电路设计26-30
• 第三章 硅太阳电池特性及MPPT策略的研究30-54
• 3.1 硅太阳电池特性研究30-37
• 3.1.1 光生伏特效应30-31
• 3.1.2 硅太阳电池的模型研究31-37
• 3.2 硅太阳电池最大功率点追踪策略研究37-54
• 3.2.1 恒压追踪法40-41
• 3.2.2 扰动观察法41-44
• 3.2.3 增量电导法44-47
• 3.2.4 实际测量法47-48
• 3.2.5 纹波扰动法48-50
• 3.2.6 其他方法50-54
• 第四章 独立光伏发电照明系统的设计54-72
• 4.1 蓄电池充电电路54-67
• 4.1.1 硅太阳电池组件的MPPT控制策略55-61
• 4.1.2 硅太阳电池阵列及MPPT控制策略61-67
• 4.2 光源驱动电路67-70
• 4.2.1 LED的恒流驱动67-69
• 4.2.2 LED的节能运行69-70
• 4.3 结论70-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72
• 5.2 展望72-74
• 攻读硕士学位期间发表论文74-75
• 致谢75

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