基于太陽能供電的溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)
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2．1．1 MPPT的實(shí)現(xiàn)
MPPT即最大功率點(diǎn)跟蹤，是指控制器能夠?qū)崟r偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值，使太陽能電池板以最高的效率對蓄電池充電。MPPT控制的原理實(shí)質(zhì)上是一個自動動態(tài)尋優(yōu)的過程，通過功率的比較來改變占空比和脈寬調(diào)制信號，進(jìn)而改變太陽能電池板的工作負(fù)載，改變輸出功率點(diǎn)的位置，以達(dá)到最優(yōu)。實(shí)現(xiàn)MPPT通常需要斬波器來完成DC／DC轉(zhuǎn)換，斬波電路分為BUCK電路和BOOST電路。本文中利用BUCK變換器來實(shí)現(xiàn)MPPT，通過調(diào)節(jié)BUCK變換器的PWM占空比輸出，使負(fù)載等效阻抗跟隨太陽能光伏組件陣列的輸出阻抗，從而使光伏陣列在任何條件下均可獲得最大功率輸出。BUCK電路實(shí)際上是一種電流提升電路，主要用于驅(qū)動電流接收型負(fù)載，直流變換通過電感完成，其電路圖如圖3所示。本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/200607.htm
BUCK電路輸出與輸入滿足關(guān)系：
故通過調(diào)節(jié)占空比即可調(diào)整輸出負(fù)載，從而可使太陽能光伏組件陣列工作在最大功率點(diǎn)。占空比的調(diào)節(jié)是通過控制Q基極電壓來實(shí)現(xiàn)，可借助于單片機(jī)編程加以控制。
2．1．2 蓄電池充放電監(jiān)控電路
蓄電池充放電監(jiān)控電路是為了防止蓄電池組過充、過放等現(xiàn)象，蓄電池組在整個系統(tǒng)中起到儲存與提供能量的作用，在硬件上可借助于單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其軟件程序流程圖如圖4所示。
2．1．3 自跟蹤系統(tǒng)
為了實(shí)現(xiàn)對太陽能更大限度的利用，要保證太陽光每時每刻都垂直照射在太陽能電池板上，即太陽能電池板必須跟隨這太陽的運(yùn)動而運(yùn)動。目前常用的自跟蹤方法有勻速控制方法、光強(qiáng)控制方法、時空控制方法。為了方便實(shí)現(xiàn)并達(dá)到較好的跟蹤效果，可以將勻速控制法與光強(qiáng)控制法相結(jié)合。并通過對實(shí)際光強(qiáng)與設(shè)定值的比較，分別采取緊跟蹤、疏跟蹤以及不跟蹤的措施。在硬件上可以通過單片機(jī)、太陽光跟蹤傳感器、光強(qiáng)測定器等實(shí)現(xiàn)。
2．1．4 太陽能應(yīng)用于溫室的前景
目前使用太陽能光伏陣列進(jìn)行供電需要占用一定的土地資源來安放太陽能電池板，然而現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出了半透明太陽能組件，此外透明太陽能電池組件也在進(jìn)一步研究中，這使得將太陽能電池安裝在溫室頂部成為了可能。而且太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率在不斷提升，因此太陽能光伏系統(tǒng)的廣泛使用將成為必然趨勢。
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