Tối ưu hóa năng lượng pin quang điện theo đặc tuyến U_I

Chia sẻ: Rose_12 Rose_12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

269
lượt xem 53
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Pin quang điện hóa (photovoltaic cell) là hệ điện hóa có khả năng tích trữ năng lượng mặt trời (quang năng) thành dạng năng lượng hóa học (hóa năng) để tái sử dụng. Pin quang hóa thực chất là một hệ điện hóa kép có cấu tạo gồm 2 phần. Phần thứ nhất là hệ quang điện phân. Phần thứ hai là hệ pin điện hóa thông thường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tối ưu hóa năng lượng pin quang điện theo đặc tuyến U_I

TOÁI ÖU HOÙA NAÊNG LÖÔÏNG TO NG PIN QUANG ÑIEÄN THEO ÑAËC TUYEÁN U_I SV : VOÕ NGUYEÃÃN HOAØNG HAÛI NG GVHD : TH.S TRAÀN COÂNG BINH TH.S MAI TUAÁN ÑAÏT
Nhieäm vuï Nhie • Tìm hieåu veà pin quang ñieän • Moâ phoûng Matlab cho pin quang ñieän • Thieát keá boä bieán ñoåi coâng suaát duøng PIC16F877A ñeå ñieàu khieån toái öu naêng löôïng maët trôøi
PIN QUANG ÑIEÄN PIN • • Lớp tiếp xuùc baùn dẫn pn coù khả năng biến đñoåi trực tiếp năng lượng bức xạ Mặt Trời thaønh đñiện năng Dưới bức xạ ~1000W/m2 U hở mạch ~ 0,55 V Ingaén mạch ~25_30 mA/cm2
SÔ ÑOÀ TÖÔNG ÑÖÔNG CUÛA SÔ PIN QUANG ÑIEÄN
Phöông trình ñaëc tröng von-ampe cuûa Pin quang ñieän U + I .Rs q (U + Rs . I ) I = Icc - 2.Is(e − 1) − nkT Rsh • Trong ñoù : • Iph - doøng quang ñieän (A/m2) • ID - doøng qua diod (A/m2) • Is - doøng baõo hoaø (A/m2) • n - ñöôïc goïi laø thöøa soá lyù töôûng phuï thuoäc vaøo caùc • möùc ñoä hoaøn thieän coâng ngheä cheá tao pin • quang ñieän .Gaàn ñuùng coù theå laáy n = 1 • RS - ñieän trôû noái tieáp (ñieän trôû trong )cuûa pin quang • ñieän /m2 • Rsh – ñieän trôû shunt (ñieän trôû doø ) (/m2) • q – ñieän tích cuûa ñieän töû (C )
• Ñieåm laøm vieäc öùng vôùi coâng suaát cöïc ñaïi • Pmax = Uopt.Iopt RRopt , pin laøm vieäc sau ñieåm MPPT Pin quang ñieän chæ laøm vieäc hieäu quaû khi taûi coù giaù trò laân caän Ropt (opt=optimal:toái öu)
MOÂ PHOÛNG MATLAB MOÂ NG
NGUOÀN ÑIEÄN PIN QUANG ÑIEÄN NGUO Taêng hieäu ñieän theá gheùp noái tieáp caùc Mỗi cell pin coù ñiện aùp ~ modun vôùi nhau 0,55– 0,6V . Để sử dụng trong thực tế (thường laø 12V), cần • gheùp nhiều cell lại với nhau • U=U1+ U2+ U3+ U4 Taêng doøng ñieän gheùp song song caùc modun. I= I1+ I2+ I3 Trong thöïc teá thöôøng gheùp noái hoãn hôïp vöøa gheùp song song vöøa gheùp noái tieáp caùc teá baøo pin quang ñieän .
Hieän töôïng khoâng ñoàng ñeàu cuûa caùc Hie ng ng pin quang ñieän khi gheùp noái Hieän töôïng xaûy ra do pin chaát löôïng keùm hay ñöôïc chieáu saùng khoâng ñoàng ñeàu . Khaéc phuïc baèng caùch maéc theâm diode song song ñeå baûo veä
BỘ BIẾN ĐỔI COÂNG SUẤT PIN QUANG MAÏCH BIEÁN ÑOÅI TAÛI ÑIEÄN ÑIEÄN AÙP DC_DC MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN MAÏCH KÍCH DUØNG MAÏCH MOSFET CAÙCH LY PIC16F877A
THIEÁT KEÁ MAÏCH BIEÁN ÑOÅI THIE CH ÑIEÄN AÙP MOSFET IRF540 • Vdss= 100V D • RDS(on)= 44mΩ Q1 IRF540 • ID=33A G S • Tmax=1750C • Coâng suaát toån hao 44.10-3.2=88mW Diode • Coâng suaát toån hao PD = 500 mW • Ñieän aùp lôùn nhaát coù theå chòu ñöôïc U=100V
Cuoän daây : söû duïng nhö moät nguoàn doøng ñeå taïo doøng • ñieän lieân tuïc cho taûi VIN × D × η 12 2 × 0.6 × 0.8 2 L= = ≈ 0.66mH 2 × f × Vo × I O min 2 × 5000 × 12 × 0.25 × 3,5 • IOmin = 0.25 * IO • ƞ =0.8 : heä soá aûnh höôûng • Soá voøng daây quaán khi thieát keá • L= μSn2/l 0.00066 ∗ 0.007 Ll ⇒n= = = 44 μS 75 * 4 * π 10 0.000025 −7 • • Choïn n = 50 voøng • Suy ra L = 0.84 mH
• Tuï ñieän : giaûm dao ñoäng vaø tín hieäu gai cuûa ñieän aùp ra • Choïn ñoä dôïn soùng toái ña cuûa aùp ra laø 5% • Suy ra • vOUT < 0.05.12 = 0.6V 0 .6 Dmax = 340 μF C = I out max × = 1 .7 × Δv out × f 0.6 × 5000 • Choïn tuï C=470μF • Do ñieän aùp ra coù theå thay ñoåi khaù lôùn neân duøng tuï 150V
Sô ñoà chi tieát maïch coâng suaát Sô ch
MAÏCH CAÙCH LY DUØNG MACH CH NG OPTO TPL250
MAÏCH KÍCH MOSFET M A CH
Thöû nghieäm Th • Duøng maùy taïo xung ta ñöôïc : •D vaø D → Uin → Uin •f vaø f → Uin → Uin • D : duty cycle • f : taàn soá
dP =0 Taïi ñieåm coâng suaát cöïc ñaïi ta coù: dV → d (V .I ) =0 • dV • → dI = − I • dV V dI I dP >− ↔ Neáu >0 dV V dV dP dI I