光伏充电器设计资料.doc

　 光伏充电器设计 目 录 摘 要 1 第一章 绪 论 2 1.1引言 2 1.2光伏发电的国内外研究现状与趋势 2 1.2.1世界的光伏发电现状与趋势 2 1.2.2我国的光伏发电现状与趋势 3 1.2.3光伏产业的发展趋势 4 1.3本课题研究的主要的内容与目的 5 第二章 光伏电池特性 6 2.1光伏电池特性介绍 6 2.2 硅光伏电池的原理及其特性 6 2.2.1硅光伏电池的结构及工作原理 6 2.2.2硅光伏电池的特性 7 2.2.3硅光伏电池结温和日照强度对光伏电池输出特性的影响 9 第三章 最大功率点跟踪原理 11 3.1常用的最大功率点跟踪原理 11 3.2常用的最大功率点跟踪原理 11 3.2.1最大功率点追踪算法 12 3.2.2 扰动观察法(爬山法)及其改进自适应算法 12 3.2.3增量电导法 12 3.2.4 恒定电压法与短路电流法: 12 第四章 充电器电路设计 15 4.1 控制芯片TL494简介 15 4.1.1 TL494功能特性 15 4.1.2 TL494管脚配置及其功能 15 4.1.3 TL494的极限参数 16 4.2本设计光伏电池的MPPT控制方式 16 4.3光伏充电系统控制原理框图 17 4.4光伏充电系统主电路设计 18 4.4.1光伏充电系统主电路结构 18 4.4.2 主电路参数设计 18 4.5控制电路设计 20 第五章 实验结果与实验装置 22 5.1充电系统实验结果及实验装置 22 5.1.1 工作点调节实验波形 22 5.1.2 实验装置 23 第六章 总结与展望 24 6.1本课题的必要性 24 6.2本课题所作的主要工作 24 6.3 结论 24 致 谢 26 参考文献 27 附录1 总电路图 28 附录2 实物图 29 摘 要 太阳能是清洁无污染的可再生能源，利用太阳能是能源发展战略的重要内容之一 关键词：BUCK变换器；TL494；MPPT；光伏电池 第一章 绪 论 1.1引言 随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有3种，即火电、水电和核电。 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是大阳能。 1.2光伏发电的国内外研究现状1.2.1世界的光伏发电现状 日本利用其电子技术优势，大力发展光伏发电产品，其产量已经相当于全球产量的50 %以上；德、日、英、荷、美等国企业基本垄断了全球的光伏发电产品市场，出口额占世界贸易额的80 %以上。据欧盟估计，全球光伏市场将从现今的3 000 Mw 增加到2020年的70GW。(w 为峰瓦)，光伏发电将解决非洲30% 、经济合作与发展组织(OECD)国家10% 的电力需求。当2010年欧洲风力发电达到约40 GW、光伏发电3GW 和太阳能集热器100 Mm 时，总计可提供154～ 167万个就业机会。日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的14％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30％－40％。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统，需600万至700万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到100万到200万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。 不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻