mcu控制的太阳能电池最大功率跟踪控制器

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摘要:介绍了- -种采用AT89C4051单片机以及外围器件实现太阳能电池最大功率点跟踪(MPPT)控制的精简设计。
在该设计中提出了采用“爬山改进法”来实现最大功率点控制,并给出了实验方法。实验结果表明,控制器达到了最
' Z* [9 G, Z  D9 K& w8 A! Z; o0 f大功率点跟踪的目的。
8 k# @; r$ Y! B' I& k关键词:控制器;单片机/最大功率点跟踪;太阳能电池;爬山改进法
中图分类号:TM914.4; TM76
5 N2 d) g" `6 y; }* g& M文献标识码:A
1 I1 e9 P: \$ D, |9 z" S. h文章编号:1000 -100X(2008)11-0045-02
1引言
太阳能光伏利用日益被人们重视，世界各国都
投入大量的人力、物力、财力争相发展。在光伏控制
" h7 \$ P- @+ B技术上,由于恒定电压跟踪器(CVT)的制造相对简
* q, z3 Q7 r. y+ L- u% _单,许多产品仍然采用这种跟踪方式以代替相对复
* [3 P+ N) g3 Y) }( ^9 v: T6 E杂一些的最大功率点跟踪(MaximumPowerPoint
' J' x! K. `/ k7 m6 L9 UTracking,简称MPPT),但这种方式不可避免带来了
功率损失，随着近代微电子技术的迅速发展及微电
9 p. {- ?3 }" W6 ]2 F* A- A子器件的价格大幅度降低,CVT已经显得很不经济。
8 O1 e" ~( w2 {/ v* v+ g$ }  G0 U具有太阳能MPPT功能控制器使光伏利用技术
$ s+ w# k  i0 u. a( s6 ]3 C9 e得以提高，采用高性能价格比的单片机以及相关的
  j: a% b9 w, Z, I4 I. @外围器件来实现MPPT的控制将会比CVT控制带来
更大的效益"。
2太阳能电池的光伏特性
4 t' P7 d. }& p9 G& P光伏电池的输出特性具有非线性,这种非线性
. G% z6 O& r7 m4 `1 I) N; l受到外部环境(如日照强度温度、负载等)以及本身
技术指标(如输出阻抗)的影响，使得光伏电池的输
出功率发生变化,其实际转换效率也受到限制。图1
% N7 s! t. @2 O& I- d. ?9 d示出太阳能电池阵列输出的伏安特性和伏瓦特性。
由图可见，常温下,200 W/m2日照时,最大功率
0 f9 @2 B& O- w4 w; M点(MPP)发生在350V处;而1 kW/m2日照时, MPP
5 V2 V3 X8 P* G+ @% k发生在410V处，如图1c,d中虚线所示。在同一日
照下,温度为50C时,MPP发生在380V处;温度为
0C时,MPP发生在520V处，如图1a,b中虚线所
6 M3 Q/ ^( R% |7 r, W
* \3 D0 ?1 Z, q! m; A2 b

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