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系統識別號 U0026-0409201413553400
論文名稱(中文) 導入氣候因素之太陽能發電系統電腦模擬
論文名稱(英文) Computer Simulation of a Photovoltaic Power Harvesting System Considering Climate Variation Conditions
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 系統及船舶機電工程學系
系所名稱(英) Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生(中文) 詹君瑜
研究生(英文) Chun-Yu Chan
學號 P16014060
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 89頁
口試委員 指導教授-趙儒民
口試委員-李雅榮
口試委員-白富升
中文關鍵字 太陽能電力系統  日照度修正  擬合分析  集中式系統  分散式系統  電腦模擬 
英文關鍵字 Photovoltaic system  irradiance correction  curve fitting Converter  Maximum power point  centralized system  distributed system  simulation 
學科別分類
中文摘要 由於陽光照度、溫度變化等不確定之氣候因素,因此,本論文加入氣象局歷史資料,使用擬合分析(curve-fitting)求出一個可周而復始皆可使用的照度曲線;研究目的為建立一套太陽能發電系統電腦模擬介面。其內容包括從一開始太陽能板擺放角度,太陽能電池特性,日照度修正方法,以程式計算最大功率點與實驗室開發的分散式(DPV)與集中式(CPV)系統,兩者相較下,可於遮陰模組匹配選擇上獲得優勢,進而使用本軟體來評估分散式及集中式系統之發電效率。
本研究使用單二極體模型模擬太陽能模組,將模擬結果與實驗進行比較。藉由本軟體的建立,可預先評估太陽能發電系統的發電量;最後對於八片太陽能模組合而成之集中式或分散式太陽能發電系統在受到部分遮陰條件時於一整年進行電腦的模擬。
英文摘要 Due to the solar insolation change and temperature variation. Hence this paper studies consider climatic historical data from Central Weather Bureau. This works can definitely find an continuous cycling curve about irradiance correction coefficient, using by curve fitting.
Objective intends to develop a computer simulation program to analyze a photovoltaic power harvesting system, which covers the solar panel angle, the PV panel’s I-V and P-V curves, irradiance modified method and finds maximum power point (MPP) through LabVIEW software. This works can compare with distributed and centralized system in the lab, obviously realizing any partial shading conditions. Otherwise, this program will evaluate electrical efficiency in the centralized or distributed system.
With the help of the LabVIEW software, this program has been successfully simulated the performance of one PV panel using one-diode photo cell model and compares with experiment result. The simulation of eight PV panel in the centralized or distributed format will be also studied under partial and non-partial shading condition all year long.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 V
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 6
1.3 研究方法 7
1.4 論文架構 9
第二章太陽能發電系統介紹 10
2.1 太陽能發電系統歸類 10
2.1.1 獨立型(Stand-Alone)太陽能發電系統 10
2.1.2 市電併聯型(Grid-Connected)太陽能發電系統 11
2.2太陽能電池發電原理 11
2.3太陽能電池特性 12
2.3.1 太陽能電池等效電路 12
2.3.2特性曲線I-V Curve / P-V Curve 15
2.4 DC/DC功率轉換器 17
2.4.1轉換器導通模式 18
2.4.2切換原理 18
2.5最大功率演算法介紹 21
2.5.1電壓回授法 22
2.5.2擾動觀察法 23
2.5.3增量電導法 23
2.5.4二次式極值法 25
第三章:太陽能發電系統模擬 26
3.1日照度模擬 26
3.1.1天頂角(Zenith Angle, θZ) 26
3.1.2太陽高度角(Solar Altitude,α) 26
3.1.3太陽方位角(Solar Azimuth Angle,γSun) 27
3.1.4壁方位角(Wall Azimuth Angle,γwall) 27
3.1.5太陽赤緯角(Solar Declination,δ) 28
3.1.6緯度(ϕ)和經度(Lt) 29
3.1.7時角(Hour Angle,ω) 30
3.1.9太陽時間(Solar Time) 31
3.20入射角 (Angle of Incidence) 32
3.2太陽照度於斜平面之計算 37
3.3照度修正係數探討 39
3.3.1迴歸分析使用工具 39
3.4 太陽能板操作溫度之模擬 45
第四章:太陽能發電系統介面開發 46
4.1太陽能電池數學模型 47
4.2 太陽能模組建模 48
4.3 太陽能發電系統Labview程式撰寫介紹──集中式系統 51
4.3.1集中式發電系統遮陰效應之模擬 55
4.3.2集中式系統多片遮陰之模擬 60
4.4太陽能發電系統Labview程式撰寫介紹──分散式系統 68
4.5 Labview程式介面 69
第五章:模擬發電數據與實驗數據比對 74
第六章 結論 84
參考文獻 86
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  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2019-09-09起公開。
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