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1、1 1 太陽能發電模擬系統太陽能發電模擬系統 n n 一、關於太陽能發電一、關於太陽能發電 n n 二、太陽能發電模擬系統簡介二、太陽能發電模擬系統簡介 ( (1)1)系統規格系統規格 (2)(2)系統特點系統特點 (3)(3)系統架構圖系統架構圖 n n 系統實體圖及面板功能說明系統實體圖及面板功能說明 (1)(1)太陽能發電模擬平台太陽能發電模擬平台 (2)(2)主機控制箱前面板主機控制箱前面板 (3)(3)主機控制箱後面板主機控制箱後面板 (4)(4)負載箱面板負載箱面板 (5)(5)電池放電器電池放電器 (6)(6)電池充電調節器電池充電調節器 。 n n 三、三、Feedback M
2、oduleFeedback Module模組介紹模組介紹 (1)(1)電流回授模組（電流回授模組（Current Feedback ModuleCurrent Feedback Module） (2)(2)電壓回授模組（電壓回授模組（Voltage Feedback ModuleVoltage Feedback Module） n n 四、量測範例程式說明四、量測範例程式說明 n n 五五、實驗結果、實驗結果 關於太陽能發電關於太陽能發電 n n 太陽能的優點，是可以在地球的所有地方太陽能的優點，是可以在地球的所有地方 得到。太陽能製造出有用的電力需要相當得到。太陽能製造出有用的電力需要相當
3、大規模的設備，最廣為人們採用的設計是大規模的設備，最廣為人們採用的設計是 太陽能場。太陽能場。 n n 太陽能能場的主要缺點是在熱從集電器轉太陽能能場的主要缺點是在熱從集電器轉 移至中央熱交換機的過程中流失，一個解移至中央熱交換機的過程中流失，一個解 決方法是一個含有數千個分離的鏡子的循決方法是一個含有數千個分離的鏡子的循 環區域，將太陽的熱能集中到一個中央收環區域，將太陽的熱能集中到一個中央收 集點。集點。 太陽能集光板 太陽能發電模擬系統簡介太陽能發電模擬系統簡介 n n 系統的架構主要分成三大部分系統的架構主要分成三大部分: : n n 首先，利用氙燈照射太陽能集光板產生光首先，利用氙燈
4、照射太陽能集光板產生光 能發電，並經由改變氙燈的量度與集光板能發電，並經由改變氙燈的量度與集光板 間的測距間的測距 。 n n 其次，是利用氙燈照射太陽能集光板，在其次，是利用氙燈照射太陽能集光板，在 太陽能集光板放置各類型太陽能感測器，太陽能集光板放置各類型太陽能感測器， 來量測其照度、輻射量等的大小。來量測其照度、輻射量等的大小。 n n 另外，則是整個太陽能發電系統的結合測另外，則是整個太陽能發電系統的結合測 試。試。 系統規格大致分類成系統規格大致分類成 n n 太陽能發電系統太陽能發電系統 ( (例如例如: :太陽能集光板太陽能集光板 、模、模 擬太陽光能製造機等擬太陽光能製造機等)
5、 )。 n n 太陽能主控制箱太陽能主控制箱( (例如例如: :電源供應器電源供應器 、電壓、電壓 、流感測器模組等、流感測器模組等) )。 n n 負載箱負載箱( (例如例如: :功率電阻功率電阻 、無熔絲保護開關、無熔絲保護開關 、散熱風扇、散熱風扇 ) ) 。 n n 其他其他( (例如例如: :電腦主機電腦主機 ，蓄電池、，蓄電池、AD/DAAD/DA卡卡 等等等等) )。 系統特點系統特點 n n 本系統可分為實測部分與模擬部分，可本系統可分為實測部分與模擬部分，可 用實測來應證模擬，用模擬來輔助實測用實測來應證模擬，用模擬來輔助實測 。 n n 範例程式以學術和工業界最常用的兩大範
6、例程式以學術和工業界最常用的兩大 軟體系統軟體系統MATLAB/SIMULINKMATLAB/SIMULINK及及 LABVIEWLABVIEW，以圖控式的軟體介面，方便，以圖控式的軟體介面，方便 使用者學習。使用者學習。 n n 具有即時控制（具有即時控制（Real-timeReal-time）的能力）的能力 n n 使用靈活度大，擴充性佳使用靈活度大，擴充性佳 。 n n 系統架構圖：系統架構圖： 太陽能模擬平台系統 主機控制箱主機控制箱 前面板介紹前面板介紹(1)(1) n n 小洛克翹板開關小洛克翹板開關: :為太陽能製造機（氙燈）及內部為太陽能製造機（氙燈）及內部 控制電路板的電源總
7、開關控制電路板的電源總開關 。 n n 氙燈電源開關氙燈電源開關: :為氙燈控制電源的總開關。為氙燈控制電源的總開關。 n n 太陽能集光板發電電壓、流表太陽能集光板發電電壓、流表: :用數位式顯示太陽用數位式顯示太陽 能集光板的直流發電電壓、流。能集光板的直流發電電壓、流。 n n 氙燈控制模式選擇開關氙燈控制模式選擇開關: :切至切至” ”PCPC” ”時，則使用時，則使用 SIMULINKSIMULINK軟體配合軟體配合AD/DAAD/DA卡來控制氙燈亮度。卡來控制氙燈亮度。 若切至若切至” ”JOGJOG” ”時，則用主控制箱面板上的可調電時，則用主控制箱面板上的可調電 阻的調整，控制
8、輸出電流來控制氙燈亮度。阻的調整，控制輸出電流來控制氙燈亮度。 (2)(2) n n 風力發電機輸入接點風力發電機輸入接點: :為控制電源總開關為控制電源總開關 。 n n 氙燈手動控制模式下的電流調整電阻氙燈手動控制模式下的電流調整電阻: :切切 至至 ” ”JOGJOG” ”時，則可利用可調電阻的調整時，則可利用可調電阻的調整 ，來控制其輸出電流控制氙燈亮度。，來控制其輸出電流控制氙燈亮度。 n n 氙燈輸出電壓指示表氙燈輸出電壓指示表: :將經過氙燈控制將經過氙燈控制 器處理過的輸出電壓，用此表頭指示器處理過的輸出電壓，用此表頭指示 。 n n 太陽能集光板發電電壓輸入接點太陽能集光板發
9、電電壓輸入接點: :為太陽為太陽 能集光板輸出的直流發電電壓。能集光板輸出的直流發電電壓。 (3)(3) n n 直流電壓輸出點直流電壓輸出點: :需配合負載箱。需配合負載箱。 n n BUCKBUCK功率電阻輸出點功率電阻輸出點: :此為此為BUCKBUCK功率電功率電 阻輸出的接點。阻輸出的接點。 n n 電池輸入接點電池輸入接點: :將產生的直流電源，送給蓄將產生的直流電源，送給蓄 電池作充電用。電池作充電用。 n n 二相步進馬達控制啟動開關二相步進馬達控制啟動開關: :為控制方向軸為控制方向軸 及仰角軸的運動。及仰角軸的運動。 n n 方向軸及仰角軸的極限指示燈方向軸及仰角軸的極限指
10、示燈: : 此為方向軸此為方向軸 及仰角軸的極限指示燈。及仰角軸的極限指示燈。 主機控制箱主機控制箱 後面板介紹後面板介紹(1)(1) n n 控制命令控制命令/ /訊號回授連接頭訊號回授連接頭: :內含內含4 4組組D/AD/A的的 命令訊號，與命令訊號，與4 4組組A/DA/D的回授訊號。的回授訊號。 n n 編碼器連接頭編碼器連接頭: :第一、二片第一、二片AD/DAAD/DA卡的編碼卡的編碼 器訊號連接頭目前未裝編碼器暫未使用。器訊號連接頭目前未裝編碼器暫未使用。 n n 控制命令控制命令/ /訊號回授連接頭訊號回授連接頭: :內含內含2 2組組D/AD/A的的 命令訊號，與命令訊號，
11、與4 4組組A/DA/D的回授訊號。的回授訊號。 n n TTLTTL數位輸入輸出連接頭數位輸入輸出連接頭: :第一片第一片AD/DAAD/DA卡卡 ，作為，作為TTLTTL數位輸入輸出訊號的控制與回授數位輸入輸出訊號的控制與回授 用。用。 (2)(2) n n 太陽能感測器輸入輸出訊號接頭太陽能感測器輸入輸出訊號接頭: :本系統無裝置任本系統無裝置任 何太陽能感測器，目前暫未使用。何太陽能感測器，目前暫未使用。 n n 第一軸第一軸( (方向軸方向軸) )步進馬達及極限訊號接頭步進馬達及極限訊號接頭: :控制步控制步 進馬達的輸出訊號與旋轉極限偵測。進馬達的輸出訊號與旋轉極限偵測。 n n
12、第二軸第二軸( (仰角軸仰角軸) )步進馬達及極限訊號接頭步進馬達及極限訊號接頭: :控制步控制步 進馬達的輸出訊號與旋轉極限偵測。進馬達的輸出訊號與旋轉極限偵測。 n n 氙燈輸出電壓之大型博士端子氙燈輸出電壓之大型博士端子: :將經過氙燈控制將經過氙燈控制 器處理過的輸出電壓及電流，經由此端子輸出器處理過的輸出電壓及電流，經由此端子輸出 至氙燈，以控制其亮度。至氙燈，以控制其亮度。 (3)(3) n n 氙燈散熱風扇輸出接頭氙燈散熱風扇輸出接頭: :此接頭可以連接至此接頭可以連接至 氙燈的散熱風扇，以供氙燈散熱。氙燈的散熱風扇，以供氙燈散熱。 n n 氙燈裝置保險絲座氙燈裝置保險絲座: :
13、內裝保險絲，作為氙燈內裝保險絲，作為氙燈 裝置的保險裝置。裝置的保險裝置。 n n 主控制箱散熱風扇主控制箱散熱風扇 : :此為本控制箱的元件散此為本控制箱的元件散 熱用風扇。熱用風扇。 n n 系統電源輸入系統電源輸入: :此電源插頭請接至此電源插頭請接至3 3相相220V220V 。 負載箱面板介紹負載箱面板介紹 n n 無熔絲開關無熔絲開關: :為負載箱的散熱風扇之電源開為負載箱的散熱風扇之電源開 關。關。 n n 負載電阻負載電阻: :由由1010根根5/100W5/100W及及1 1根根 4/80W4/80W功率型負載電阻所組成，可藉由功率型負載電阻所組成，可藉由 串並聯來改變負載的
14、大小串並聯來改變負載的大小載越大載越大。 電池放電器介紹電池放電器介紹 n n 電源開關電源開關: :為風扇及直流電壓表之電源開關為風扇及直流電壓表之電源開關 n n 快速放電接點快速放電接點: :將充滿電的蓄電池進行放電將充滿電的蓄電池進行放電 時接至此接點。時接至此接點。 n n 直流電壓量測接點直流電壓量測接點: :為直流電壓表之測量輸為直流電壓表之測量輸 入端入端 。 n n 直流電壓表直流電壓表: :數位式直流電壓表，顯示範圍數位式直流電壓表，顯示範圍 為為050V050V，需與下方之直流電壓量測接點，需與下方之直流電壓量測接點 搭配使用，可將待測之蓄電池電壓顯示於搭配使用，可將待測
15、之蓄電池電壓顯示於 電壓表上。電壓表上。 電池充電調節器介紹電池充電調節器介紹 n n 太陽能集光板發電電壓輸入端子太陽能集光板發電電壓輸入端子: :此為太陽此為太陽 能集光板輸出的直流發電電壓。能集光板輸出的直流發電電壓。 n n 電池充電電壓輸出端子電池充電電壓輸出端子: :此為輸出至電池用此為輸出至電池用 的的直流充電電壓。的的直流充電電壓。 n n 耗能負載電壓輸出端子耗能負載電壓輸出端子: :此為耗能負載電壓此為耗能負載電壓 的輸出端子。的輸出端子。 n n 狀態指示燈狀態指示燈: :用來顯示目前充電調節器的使用來顯示目前充電調節器的使 用狀態。用狀態。 電流回授模組電流回授模組 n
16、 n 電流感測器是使用霍爾元件，工作頻寬為電流感測器是使用霍爾元件，工作頻寬為 100KHz100KHz，輸出電流比為，輸出電流比為4A/1V 4A/1V ，模組中，模組中 提供三組獨立之電流感測電路，回授值可提供三組獨立之電流感測電路，回授值可 經由經由AD/DAAD/DA卡傳回卡傳回MATLAB/SIMULINKMATLAB/SIMULINK 的軟體介面做後續的處理。的軟體介面做後續的處理。 電壓回授模組電壓回授模組 n n 電壓感測器是使用隔離放大器電路，其輸電壓感測器是使用隔離放大器電路，其輸 出電壓比為出電壓比為100V/1V100V/1V。模組中提供三組獨。模組中提供三組獨 立之電壓感測電路，回授值可經由立之電壓感測電路，回授值可經由AD/DAAD/DA 卡傳回卡傳回MATLAB/SIMULINKMATLAB/SIMULINK的軟體介面做的軟體介
