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基于最大功率点跟踪的独立光伏发电系统的设计
资料介绍
随着全球化石能源的日益枯竭，太阳能作为可再生能源越来越受到各国政府的关注，并发布了一系列政策加以扶持，因此光伏发电得到了迅猛的发展。独立光伏发电作为其中一个分支，由于它可以给偏远地区供电，并且具有建设周期短，维护简便，可以无人值守，规模随意等优点，已成为各国的重点投资对象。
本文设计了一种带有最大功率点跟踪和智能充放电的独立光伏发电系统。本文首先阐述了国内外光伏产业的发展现状，然后对本系统所涉及的光伏电池的发电原理及特性、最大功率点跟踪的原理及常用算法、SEPIC斩波电路的原理、铅酸蓄电池的物理化学原理及常用充电方法进行了介绍，最后对系统的软硬件方案进行了详细介绍，并给出了相应的实验结果。
本系统采用Infineon公司的XC866单片机作为主控芯片，选择SEPIC斩波电路来构成DC-DC模块，使用单片机自带的模数转换模块来采集光伏电池输出电压、输出电流，再利用恒定电压法和扰动观察法相结合的最大功率点跟踪算法自动调节DC-DC模块的工作状态，使光伏电池输出功率在最大功率点附近。同时，系统根据测得的光伏电池输出电压判断当前的光照强度，并根据光照强度和铅酸蓄电池所剩电量决定是对铅酸蓄电池充电，还是对负载供电，还是既不充电也不对负载供电。在充电过程中，通过测量铅酸蓄电池的端电压来获知铅酸蓄电池的当前充电所需电量，并根据该电压来决定当前的充电方法，本系统采用最大功率点跟踪充电法、恒流充电法、恒压充电法、浮充充电法相结合的分段式充电方法。
通过对本系统实物的测试，证明所采用的最大功率点跟踪算法能提高光伏电池输出功率10％左右，结合所采取的充电策略使整个系统的能源利用率提高25％左右，并能长期可靠、稳定的运行。
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