目录设计总说明 IIntroduction II1 绪论 11.1 太阳能光伏发电的研究背景 11.2 太阳能光伏发电发展历程与现状 11.3本文主要研究内容和任务 22 光伏系统简介及光伏发电效率分析 42.1 太阳能光伏系统简介 42.1.1 光伏系统的基本组成 42.1.2 光伏系统的分类 42.2光伏电池特性分析 62.2.1太阳能电池原理及分类 72.2.2太阳能电池输出特性 92.2.3太阳能电池工程用数学模型 92.3铅酸蓄电池 10铅酸蓄电池充电控制方法 112.4 影响太阳能光伏发电效率的因素 122.5提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题 143 最大功率点跟踪(MPPT)的研究 153.1 最大功率点跟踪的概念 153.2 MPPT原理 153.3 光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究 163.3.1 定电压跟踪法(Constant Voltage Tracking，CVT) 163.3.2 扰动观察法(P&O，Perturbation and observation method) 173.3.3 导纳增量法 193.3.4基于梯度变步长的导纳增量法 214 DC-DC变换器的设计 214.1太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC变换器及其特点 214.1.1 BUCK电路原理 224.1.2 B00ST电路原理 234.1.3双向BUCK-B00ST变换器运行原理 245逆变电路 245.1常用逆变电路的简介 245.2本系统逆变电路特点 276 控制系统的硬件设计 286.1系统各部分功能介绍 286.2控制系统方案 286.3 TMS320F28035介绍 296.4 驱动电路 336.5 检测电路设计 346.5.1 太阳能板输出电压电流检测 356.5.2 蓄电池充电电压电流检测 366.5.3 温度检测检测 376.6 短路保护电路 387 MPPT控制算法与软件设计 397.1 编程要求 397.2 AD接口 397.3 MPPT的Boost电路控制原理 417.4 数字PID及算法 427.4.1 PID调节算法 427.4.2 PID调节算法 447.4.3 PID参数整定 457.4.4 PID算法程序设计 467.5 PWM波输出 487.6 主程序流程图 518 结论 52参考文献 55附录A 56附录B 57致 谢 63离网型太阳能光伏发电系统设计设计总说明能源就是能够用于工作和驱动机器的能量。
所有的生物（包括人类）都是依靠阳光作为能量的来源煤、石油和天然气都是可以利用的能源，这些能源都是过去的生物体在太阳光能源的作用下生成复杂的存储这些能源有机分子结构经过长时间的压缩集中后生成的大量的能源已经被使用，如煤炭、石油、天然气、地热资源、核聚变能源、核裂变能源、太阳能和氢气等然而，在这种情况下，由于许多能够产生能量的资源是不可再生的，大量的使用这些能源可能会引起能源危机目前，人类的能源消耗主要体现在燃料资源的消耗上现在的固体状能源主要是煤炭，目前已知的加上潜藏的煤炭储量最多可使用一到两个世纪，而且煤炭的开采和使用会破坏环境并且产生大量的二氧化碳与二氧化硫当煤炭资源用尽前这些影响将会越来越恶劣煤炭在能源的利用方面的比例已经越来越低，而石油和天然气正在被大量的使用着作为能源，石油比煤炭有更大的优势其开采地比煤炭更为集中因此对环境的破坏要少，其燃烧产生的污染物要比煤炭少，而且石油可以很容易的通过管道进行运输同时这些优势使石油成为理想的汽车燃料自从1859年第一个商业油田的建成以来，美国已经生产了超过100万桶石油，其中大部分是在最近几年生产的1990年全世界约消耗了65万桶石油石油与天然气资源在迅速的消耗着，阿拉斯加出产的石油只能暂时缓解石油的供应危机。
世界石油的生产将在几年之内达到最高值自从1973～1974年的第一次“能源危机”以来，已经出现了一些具体的措施然而，自1973年以来，原油的价格已经提高了若干倍美国和其他工业化国家一直受到通货膨胀、经济衰退、大批的失业和工业设备的过时的困扰一些石油不足的发展中国家由于能源价格的关系其经济已经遭到破坏在能源危机的同时，世界范围内还有一些食品和矿产资源的短缺，其次一些物品的生产则出现过剩，如小麦和铜的生产过剩，一些铜生产国将铜以铜币的形式出口众所周知，能源的供应和成本已经成为当今社会的一个主要的话题很显然，解决“能源危机”是非常有意义的目前已经有许多节约能源和发展新能源的计划被提出来在任何领域节约能源都是可行的因而，能源工程师这个职业产生并迅速发展起来能I 源工程师的第一个提议是想办法减少能源的消耗同时保证产量不变甚至有所提高，第二个提议是寻找降低能源成本的方法传统的工程技术被用来评估能源利用的技术周期成本与用于节省资金的方法与经济利益同等重要评价的重点是整个大局中的重要性和减少浪费和使用的资金的方法同时，寻找更为理想的能源是非常重要的解决能源危机的一种理想的能源的要求应该是无限的供应、能够被广泛的使用、价格低廉、而且其使用后不会添加地球的总热量的负担或者不会产生化学空气和水污染物的排放。
太阳能满足这些标准，其产生的多余的热量会从地球辐射出去而且利用照射到地球的一小部分太阳能就能够提供地球所需的能源太阳能的供应是无限的，但是由于技术和条件的限制，其开发和利用是有限的太阳能的利用需要大量的土地，还有经济和环境方面的要求，而且这一部分土地上太阳能的收集也只能达到一小部分当然，亚利桑那州的许多居民可不喜欢国家大力发展太阳能的收集，而且一些环保组织也因为太阳能的收集对响尾蛇的生活习性等产生的影响而抗议太阳能收集装置的实行太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，而且已经广泛应用于空间飞行器能源的提供然而，以目前的技术水平如果应用于大规模发电其代价于昂贵因此，目前大多数太阳能发电方式仍旧是首先将太阳能转化为热能，然后再将热能转化为电能这种方式目前最简单的设计是蒸汽发电装置，收集到的太阳能通过管道中的载热气体进行输送这种管道使用涂层能够使运输过程中的入射能量只有很少部分的流失关键词：光伏发电 ；最大功率点跟踪；DSP；占空比IIntroduction Energy means the power which does work and drives machines. All living things (including humans) rely on the sun as a source of energy. Coal， petroleum， and natural gas are energy sources available today because organisms in the past captured sunlight energy and stored it in the complex organic molecules that made up their bodies， which were then compressed and concentrated. With the development of society， a large of energy sources have been used，such as coal， petroleum， natural gas，geothermal energy， nuclear fission power， nuclear fusion power， solar energy， and Hydrogen gas. however， under the circumstances， the quantity of energy source is limited. unlimited usage of energy source results in energy crisis. At present， most of the energy consumed by humans is produced from fossil fuels. The greatest recoverable fossil is in the form of coal and lignite. Although world coal resources are enormous and potentially can fill energy needs for a century or two， their utilization is limited by environmental disruption from mining and emissions of carbon dioxide and sulfur dioxide. These would become intolerable long before coal resources were exhausted. Only a small percentage of coal and lignite has been utilized to date， whereas much of the recoverable petroleum and natural gas has already been consumed. Petroleum has several characteristics that make it superior to coal as a source of energy. Its extraction causes less environmental damage than does coal mining. It is a more concentrated source of energy than coal， and it burns with less pollution， and it can be moved easily through pipes. These characteristics make it an ideal fuel for automobiles. Since first commercial oil well in 1859， somewhat more than 100 million barrels of oil have been produced in the United States， most of it in recent years. In 1990 world petroleum consumption was at a rate of about 65 million barrels per day. Projected use of petroleum and natural gas indicates rapid IIIdepletion. Alaskan oil can help the petroleum supply only temporarily. Peak world petroleum resources production will be reached within a few years. Since the first "energy crisis" of 1973-1974， some concret。