[實用新型]一種用于教學的太陽能電池最大功率跟蹤實驗裝置

有效

• 申請號: 201220315743.4
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN202650376U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃華圣;王志華;葛華勇;丁付然
• 申請（專利權）人: 浙江天煌科技實業有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 楊嘉芳

技術領域

本實用新型涉及一種教學實驗裝置，尤其涉及一種用于教學的太陽能電池最大功率跟蹤實驗裝置。?

背景技術

近十幾年來，太陽能發電技術得到了快速發展，特別是2008年金融危機和石油等能源價格上漲，更喚醒了人們對能源危機的深刻認識。保護環境、節約能源、開發和利用新能源已經成為大多數人的共識，也是當前科技領域的研究主題。太陽能發電技術和風能發電技術是目前應用較為普遍的清潔能源技術，從而引起了科研界、產業界和教育界的高度關注，被譽為21世紀改變人類生活的幾大關鍵技術之一。光伏電池的輸出功率受光伏電池溫度以及太陽輻射強度的影響。在一定的日照強度和工作溫度下，太陽能電池具有唯一的最大功率點。當太陽能電池工作在該點時，能輸出當前工作溫度和日照強度下的最大功率。但是，至今有關太陽能電池最大功率跟蹤(MPPT)實驗裝置的教學系統幾乎沒有，而且目前開設這方面課程的學校，都沒有相應的實驗教學設備，教學內容單一，無法滿足太陽能電池最大功率跟蹤(MPPT)的實驗教學。?

實用新型內容

本實用新型提供一種用于教學的太陽能電池最大功率跟蹤的實驗裝置，適用于太陽能電池最大功率跟蹤的實驗教學，彌補此領域該教學裝置的空白，能實時跟蹤太陽能電池輸出的最大功率，保護蓄電池，延長使用壽命?

為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種用于教學的太陽能電池最大功率跟蹤實驗裝置，其特征是包括太陽能電池電壓采樣電路、電流?采樣電路、信號調理電路，一個根據太陽能電池電壓、電流采樣信號進行供電功率計算和比較前、后采樣功率大小及最終輸出功率調節參數的最大功率跟蹤微處理器，一個根據最大功率跟蹤微處理器輸出的功率調節參數輸出不同占空比調節脈沖的PWM微處理器和光耦驅動電路，一個接在主供電回路上的DC-DC?Boost變換器，所述的DC-DC?Boost變換器根據PWM微處理器輸出的調節脈沖調節負載取用功率的大小，使負載取用功率始終跟蹤太陽能電池輸出的最大功率。?

本實用新型進一步改進的技術方案如下：?

在主供電回路上接有一個蓄電池電壓采樣電路、電流采樣電路和另一信號調理電路，信號調理電路的輸出端分別與最大功率跟蹤微處理器和PWM微處理器的AD輸入端相接。?

本裝置設有蓄電池電壓、電流采樣電路、信號調理電路，該采樣電路的輸出端接PWM微處理器的輸入端，PWM微處理器將蓄電池電壓、電流的采樣信號與內設的過壓、過流閾值比較、并根據比較結果控制PWM信號的開通或關閉，調整主供電回路的輸出電壓、電流，防止學生在進行最大功率跟蹤算法設計驗證的過程中對蓄電池造成損害，從而達到保護蓄電池和延長使用壽命的目的。?

本實用新型通過實時采集太陽能電池主供電回路的功率來調整其供電回路的占空比，等效調節了負載的阻抗，使負載取用的功率可以改變，可始終跟隨太陽能電池輸出的最大功率點。同時，為了防止過壓和過流情況造成的損壞，本實用新型還設置了保護電路，它們可在主供電回路出現過壓或過流情況時關閉功率占空比的調節，使太陽能電池供電系統處于保護狀態。?

附圖說明

圖1．太陽能電池在不同結溫和光照條件下的伏安特性曲線圖。?

圖2．本實用新型的原理方框圖。?

圖3．本實用新型的電路原理圖。?

具體實施方式

參見圖1中所示，太陽能電池在不同結溫和光照條件下的伏安特性曲線，其中交點a’、b’、c’、d’、e’分別是各曲線上的最大功率點，L是負載特性曲線，交點a、b、c、d、e是負載在不同伏安特性曲線上的實際工作點。由圖可見，負載的實際工作點與太陽能電池所能提供的最大功率點不在同一個位置上。如果在太陽能電池和負載間加入阻抗變換器，使得變換后的負載工作點正好和太陽能光伏電池的最大功率點重合，也就實現了太陽能電池最大功率跟蹤的功能。?