Tối ưu hóa năng lượng pin quang điện theo đặc tuyến

Lớp tiếp xúc bán dẫn pn coù khả năng biến đổi trực tiếp năng lượng bức xạ Mặt Trời thành đñiện năng Dưới bức xạ~1000W/m2

pdf31 trang | Chia sẻ: maiphuongtt | Lượt xem: 1793 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tối ưu hóa năng lượng pin quang điện theo đặc tuyến, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TOÁÁI ÖU HOÙÙA NAÊNG LÊ ÖÔÏÏNG PIN QUANG ÑIEÄÄN THEO ÑAËËC TUYEÁÁN U_I SV : VOÕ NGUYEÃÃN HOAÕ ÃÃ ØØNG HAÛÛI GVHD : TH.S TRAÀÀN COÂNG BINHÂ TH.S MAI TUAÁÁN ÑAÏÏT Nhieääm vuïï • 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 ÑIEÄÄN • • Lớp tiếp xuùc baùn dẫn pn coù khả năng biến đñoåi trực tiếp năng lượng bức xạMặt Trời thaønh đñiện năng Dưới bức xạ ~1000W/m2 U hở mạch ~ 0,55 V Ingaén mạch ~25_30 mA/cm2 SÔ ÑOÀÀ TÖÔNG ÑÖÔNG CUÛÛA PIN QUANG ÑIEÄÄN Phöông trình ñaëc tröng von-ampe cuûa Pin quang ñieän • 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 ) Rsh RsIUnkTIRsUq .)1 2.Is(e - Icc I ).( +−−= + R<<Ropt pin laøm vieäc tröôùc ñieåm MPPT R>>Ropt , 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) • Ñieåm laøm vieäc öùng vôùi coâng suaát cöïc ñaïi • Pmax = Uopt.Iopt MOÂ PHOÂ ÛÛNG MATLAB NGUOÀÀN ÑIEÄÄN PIN QUANG ÑIEÄÄN Mỗi cell pin coù ñiện aùp ~ 0,55– 0,6V . Để sử dụng trong thực tế (thường laø 12V), cần gheùp nhiều cell lại với nhau Taêng hieäu ñieän theá gheùp noái tieáp caùc modun vôùi 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 . Hieään töôïïng khoâng â ñoààng ñeààu cuûûa caùùc pin quang ñieään khi gheùùp noáái 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 SUÂ ẤT PIN QUANG ÑIEÄN MAÏCH BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP DC_DC TAÛI MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN DUØNG PIC16F877A MAÏCH CAÙCH LY MAÏCH KÍCH MOSFET THIEÁÁT KEÁÁ MAÏÏCH BIEÁÁN ÑOÅÅI ÑIEÄÄN AÙÙP MOSFET IRF540 • Vdss= 100V • RDS(on)= 44mΩ • ID=33A • 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 Q1 IRF540 SG D • Cuoän daây : söû duïng nhö moät nguoàn doøng ñeå taïo doøng ñieän lieân tuïc cho taûi • IOmin = 0.25 * IO • ƞ =0.8 : heä soá aûnh höôûng • Soá voøng daây quaán khi thieát keá • L= μSn2/l • • Choïn n = 50 voøng • Suy ra L = 0.84 mH mH IVf DVL Oo IN 66.0 5,325.01250002 8.06.012 2 2 min 2 ≈×××× ××=××× ××= η 44 000025.010*4*75 007.000066.0 7 =∗==⇒ −πμS Lln • 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 • Choïn tuï C=470μF • Do ñieän aùp ra coù theå thay ñoåi khaù lôùn neân duøng tuï 150V F fv D IC out out μ34050006.0 6.07.1maxmax =××=×Δ×= Sô ñoàà chi tieáát maïïch coâng suaâ áát MAÏÏCH CAÙÙCH LY DUØØNG OPTO TPL250 MAÏÏCH KÍCH MOSFET Thöûû nghieääm • Duøng maùy taïo xung ta ñöôïc : • D → Uin vaø D → Uin • f → Uin vaø f → Uin • D : duty cycle • f : taàn soá Taïi ñieåm coâng suaát cöïc ñaïi ta coù: → • • → • Neáu ↔ ↔ 0= dV dP 0).( = dV IVd V I dV dI −= V I dV dI −> 0> dV dP V I dV dI −< 0<dV dP Neáu PIC nhaän ñöôïc caùc giaù trò P1 , P2 nhö treân hình döôùi ta seõ coù V I dV dI −< Töø löu ñoà giaûi thuaät ñieåm laøm vieäc seõ chuyeån xuoáng ñieåm 3 luùc naøy ta seõ tính ñöôïc V I dV dI −> ñieåm laøm vieäc seõ chuyeån ngöôïc trôû laïi cöù nhö theá ñieåm laøm vieäc seõ dao ñoäng quanh vò trí MPPT 00.95.684.222.131.440.93P(W) 0.780.750.70.440.210.140.09I(A) 01.28.129.610.1510.2710.35U(V) 0.730.630.520.420.310.10P(W) 0.070.060.050.040.030.010I(A) 10.4110.4410.4610.4810.510.5410.56U(V) 0 1 2 3 4 5 6 0 5 10 15 Series1 Series2 00.782.632.591.481.210.91P(W) 0.450.40.350.280.150.120.09I(A) 01.947.529.259.8810.0510.1U(V) 0.710.610.510.410.30.10P(W) 0.070.060.050.040.030.010I(A) 10.1510.1710.210.2210.2510.2810.3U(V) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 5 10 15 Series1 Series2 00.913.93.632.180.920.82P(W) 0.60.570.50.380.220.090.08I(A) 01.67.89.559.9310.210.2U(V) 0.720.620.520.410.310.110P(W) 0.070.060.050.040.030.010I(A) 10.310.310.310.310.410.710.4U(V) 0 1 2 3 4 5 0 5 10 15 Series1 Series2 QUAÙÙ TRÌNH LAØØM VIEÄÄC LÔØØI CAÛÛM ÔN • Em xin göûi ñeán thaày TRAÀN COÂNG BINH vaø thầyMAI TUAÁN ÑAÏT loøng bieát ôn chaân thaønh . Caùc thaày ñaõ taän tình höôùng daãn vaø taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi cho em ñeå hoaøn thaønh luaän vaên naøy
Tài liệu liên quan