> 论文范文 > 60000字论文范文基于单片机的光伏空调制系统的设计与分析

60000字论文范文基于单片机的光伏空调制系统的设计与分析

论文类型:论文范文
论文字数:60000字
论点:太阳能,能源,光伏
论文概述:

阳能电池板输出的直流电经过 DC-DC 升压斩波电路升压到一定值的直流电压,这里采用了最大功率点跟踪技术(MPPT)保证光伏电池以最大功率输出,升压后的直流电压在单相桥式逆变电路下输出一

论文正文:

第一章许仑

1.1太阳能发电概述
1.1.1太阳能在能源中的战略地位
过去和现在,人类社会都存在着不同程度的能源危机,这种危机在未来会变得越来越严重。无论在世界上还是在中国,人们都致力于开发和利用各种新能源。当谈到新能源时,太阳能必然会首先出现在我们的脑海中。与其他常用能源相比,太阳能具有以下特点:首先,太阳能是人类目前生活的自然环境中最丰富的能源。根据权威数据,在过去十亿年的历史中,太阳只消耗了自身能量的2%。
未来几十亿年甚至更长时间都将有足够的能源供应,因此太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。然而,中国位于北半球,幅员辽阔。大多数地区位于北纬45度以南。它是世界上太阳能最丰富的地区之一,尤其是中国西部地区,年日照时数超过3000小时,据统计,在中国土地上,每年接收的太阳能约为50×1018千焦(12×1018千卡),相当于1700亿吨标准煤提供的能量。其次,太阳能是一种典型的绿色能源。在其开发利用过程中,不会产生废物,不会产生噪音,也不会破坏生态平衡。它绝对不会造成污染或公共危害。最后,我们居住的地球表面的每个角落都有太阳能,它可以在任何地方得到开发和利用,因此不存在交通困难的问题。特别是在交通仍然不发达的农村地区和岛屿,太阳能的发展对区域发展具有更大的价值。
欧洲太阳日已经成功举办了四次。该活动由欧洲光伏产业协会(EPIA)和欧洲太阳能热利用产业联盟(太阳能热利用产业联盟)等25个附属机构联合组织,并得到欧洲联盟委员会的支持。会议吸引了50多万人的注意力。这足以表明太阳能作为一种可行的替代能源已经得到了公众的重视和接受,光伏产业已经成为国际社会致力于共同发展的新能源产业。进入21世纪,随着中国经济的持续快速增长,包括电力行业在内的能源供应现实以及环境对经济社会发展的瓶颈制约日益严峻。虽然传统能源建设加快了能源产业的发展步伐,但在“十一五”期间,发电量和原煤产量都快速增长,但长期以来,我国能源结构相对单一,新能源发展滞后,传统能源造成的环境污染已成为我国社会可持续发展的严重障碍。
面对这种情况,我们必须把注意力转向发展可再生能源。众所周知,太阳能发电是发展潜力最大的三种新能源发电技术(核能、风能和太阳能)之一。虽然核电装机容量大,但安全运行和长期燃料供应问题仍然是其发展的关键。风力发电仍然面临并网困难和建设成本高的问题,预计未来成本降低空也相对较小。然而,太阳能资源技术进步带来的充足性、普遍性、清洁性、安全性和潜在经济性,使得光伏发电在长期能源战略中发挥着重要作用。由于我国的地理位置等原因,我国太阳能资源相当丰富。全国60%以上的土地面积,每年每平方米太阳总辐射约为3350-8400兆焦耳,光能分布均匀,这无疑为我国太阳能光伏发电产业的可持续发展奠定了非常可靠的资源基础。
中国光伏产业起步晚于其他国家,但在20世纪90年代进入稳定发展阶段。光伏电池模块的数量不断增加。经过过去30年的斗争,又迎来了一个快速发展的阶段。然而,尽管中国光伏产业已经走出了困难的初始阶段,进入了快速增长时期,但与中国丰富的太阳能资源、中国对电力资源的强劲需求以及发达国家先进的电力技术相比,开发利用的步伐仍需大大加快。
太阳能光伏发电产业是世界可再生能源产业中增长最快的产业。在过去的十年里,太阳能电池的产量保持了大约37%的年平均增长率,而在过去的五年里,增长率上升到了45%。根据可再生能源发展计划的预测,光伏产业将继续保持30%以上的增长率,直到2010年。从2010年到2040年的30年间,光伏产业的复合年增长率将达到25%。不难知道,这种高速增长将持续至少30年或更长时间。

1.2光伏空调试技术的发展现状……12-14
1.2.1光伏空调试的发展意义……12-13
1.2.2国内外光伏空刁的研究现状……13-14
1.3项目的研究目的和内容……14-17
1.3.1项目的研究目的……14-15
1.3.2本课题的研究内容为……15-17 [/BR/]时变有限功率下光伏变频空调制系统的基本原理.......17-39 [/BR/] 2.1系统原理概述和框图……17-19
2.2最大功率点跟踪算法研究……19-24
2.3恒压频率比控制模式……24-27[/溴/] 2.3.1给定频率的确定……24 [/BR/] 2.3.2变频调速的基本原理……24-27[/溴/] 2.4 SPWM脉宽调制技术……27-38 [/BR/] 2.4.1脉宽调制控制技术的分类……27-28
2.4.2脉宽调制的基本原理……28-29[/溴/] 2.4.3 SPWM调制原理……29-38 [/BR/] 2.5本章概述……38-39
第3章系统硬件电路设计……39-51 [/BR/] 3.1系统硬件电路总体结构设计……39 [/BR/] 3.2主电路原理和设计……39-42
3.2.1 DC-DC转换器电路……39-40 [/BR/] 3.2.2智能电源模块……40-42 [/BR/] 3.3控制电路设计和原理……42-50
3.3.1 413A最小系统设计……43-46 [/BR/] 3.3.2单片机控制电路……46-49 [/BR/] 3.3.3仪表板模块及其应用电路……49-50
3.4本章概述……50-51
第4章控制系统软件实施……51-54
4.1 SPMC 75F2413A变频程序……51
4.2产生SPWM信号的结构原理……51-53 [/BR/] 4.2.1 SPWM电路结构图……51-52
4.2.2程序控制算法……52[/比尔/] 4.2.3程序流程图……52-53
4.3本章概述……53-54

随着全球能源危机的加深,太阳能以及我国的家庭和农村居民空越来越多地使用电力调度导致对电网过载等因素的考虑,同时不会对电网连接造成干扰。本设计的研究是将太阳能电池板提供的有限和时变的有限功率直接应用于空具有恒转矩负载特性的调节压缩机,以达到空通过功率转换技术调节冷却的目的,无需并网和添加蓄电池。这也是本课题的一项创新,不同于其他并网光伏空。
这一研究的深入不仅有利于缓解日益严重的世界能源危机,而且对促进中国光伏产业的发展起到了积极作用。更重要的是,本课题的实现填补了家用光伏电器领域空白色的空白。
该系统的实现原理并不复杂:太阳能电池板输出的直流电通过DC-DC升压斩波器升压至一定的直流电压值。这里采用最大功率点跟踪技术(MPPT),以确保光伏电池以最大功率输出。升压后的直流电压在单相桥式逆变电路下输出一定频率和相位的单相交流电。以单片机SPMC75F2413A为核心控制芯片的控制电路通过检测和计算太阳能电池板的输出电压和电流得到相应的指令,产生SPWM控制波形信号,驱动IPM智能功率模块在相应功率下输出电压和频率值的单相交流电,驱动异步电机驱动压缩机运行,实现空调制冷却。