太阳能照明原理、组成及控制系统

本文阐述了太阳能路灯的基本原理。其组成主要有太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光源、灯杆及灯具外壳,有的还要配置逆变器。此外,本文从系统结构和功能控制两个方面介绍了太阳能路灯照明控制系统。     

逆变器——优化光伏发电的装置

通过太阳能光伏技术将太阳辐射转换成电能是现在市面上最有效也是最具发展潜力的可再生能源技术。目前,普通太阳能光伏系统都是由许多紧密相连的太阳能电池板组成。这些电池板先分组串联,再将不同的串联电池组并联起来成电池阵列。     

改变太阳能电池板的形状提高其效率

正一般认为,若太阳能电池板跟随太阳转动,使电池板的正面一直朝向太阳,与过去的固定式太阳能电池板相比,其发电效率可提高30%以上。可是,跟随太阳方向运动的太阳能电池板需要配置大规模的驱动装置。美国密执安大学采用如日本"剪纸工艺"状,制成网目状结构的太阳能电池板,如图1所示。拉动     

垂直轴风光互补LED路灯应用

对风光互补照明系统进行了设计,采用垂直轴风电机、太阳能电池板、智能风光控制器、磷酸铁锂电池等部件组成一套完整的照明系统。并对风力发电机、控制器、电池组等选型和参数定位做了基本分析。     

孤岛风光柴蓄系统配置仿真及分析

边远孤立岛屿大电网难以覆盖,由柴油机、风力发电机、太阳能电池板和蓄电池组成的混合发电系统通过各种能源形式的优化配置能有效提高孤岛供电的质量。通过利用新能源混合系统优化软件对某孤岛混合系统电源优化配置,提出了混合系统的最优方案。     

由太阳能供电的水位无线监测系统设计

介绍了采用太阳能供电的水位无线监测系统的设计和太阳能供电的电源管理系统。由太阳能供电的水位无线监测系统是由太阳能供电电源管理系统、433MHz无线传输模块和RS-485网络组成。其中太阳能供电电源管理系统由太阳能极板、太阳能充电控制电路和蓄电池组组成,太阳能供电源管理系统具有智能控制,实现对蓄电池组充电、蓄电池组过充电保护、负载反接保护以及低温加热等功能,并且具有安装维护简单、使用寿命长等特点。太阳能是当代清洁、无污染的可再生能源,因此具有推广价值。433 MHz无线传输模块能够实现数据的远方通信,用RS-485实现远端多点的数据连结,以解决单片机之间的长距离数据传输。     

民用建筑中光伏系统形式选择及容量确定

光伏发电系统分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统,在民用建筑中一般采用并网光伏发电系统。太阳能光伏电池的容量取决于可供安装太阳能电池板场所的面积,所带负荷大小及甲方的投资意愿;蓄电池组的容量取决于所带负荷大小及供电时间。     

屋顶光伏发电并网系统在110kV变电站的应用

针对变电站设计屋顶光伏系统展开讨论,提出利用变电站建筑屋顶装设太阳能光伏电池板,构建并网型光伏发电系统,将辐射至变电站内的太阳能转化为电力.系统由太阳能光伏电池阵列、汇流箱、逆变器、配电柜等组成,电池板产生的直流电经逆变器转化后接至所用降压变的380V母线,作为站用负荷供电的补充电源.     

WSN节点中能量管理方案设计

为了使无线传感器网络节点具有持续稳定的能量供给,设计实现了一种太阳能锂电池系统。系统利用改进的扰动观察法作为太阳能电池板最大功率追踪技术,追踪的效率能较稳定地维持在98%左右。系统利用MSP430输出的PWM波形控制由MOS管组成的3路开关,对系统的能量流动进行动态路径管理,采用动态路径管理技术使太阳能电池板实际输出功率的利用率提高了16%左右。系统利用电路测量的历史数据预测锂电池的状态,能有效防止锂电池过充过放。     

太阳能电池按经纬和时间自跟踪控制器设计

为使太阳能电池板保持与太阳光线垂直,以便提高太阳能电池的光电转换效率,设计了基于经纬和时间控制的太阳能电池板自动跟踪控制系统。采用2级控制方式,即利用高度/方位角全跟踪方式进行粗调、利用光照传感器进行细调。由PC计算出当前太阳位置,并将控制信息通过无线装置发送到现场,现场装置以PC计算的数据作为参考,控制步进电机改变电池板的方向,再通过光照传感器对电池板进行进一步的校正,使太阳能电池板始终保持与太阳光线垂直。通过实验分析,这种自动跟踪式电池板比固定式电池板对太阳能的吸收率可提高49.10%,有助于进一步提高能源的利用率。     

基于自适应反演滑模的电池储能系统的能量管理

风力发电系统的能量输出受外界因素影响较大,通常用蓄电池组削峰填谷,稳定功率。文中提出了一种对蓄电池的两级控制,首先应用扩展卡尔曼粒子滤波(The Extended Kalman Particle Filter, EKPF)算法对蓄电池组的荷电状态进行估计,降低系统对电池容量的要求,提高工作精度。之后,应用自适应反演滑模控制策略,根据精确的电池荷电状态数据,对参考功率进行跟踪,减小了蓄电池的输出功率波动,并能进行稳定跟踪。对蓄电池组的两级控制,提高了蓄电池组的灵敏度和稳定性。通过仿真和实验验证了所提控制的有效性和优越性。     

军用航空应急起动电源设计与实现

目前,国内军用航空应急起动电源多采用镉镍蓄电池组作为储能单元,镉镍电池组存在能量密度较低、成本高、寿命低等缺陷。为了减小航空蓄电池体积、质量,提升航空应急起动电源性能,提出了一种基于钛酸锂电池模组的航空应急起动电源系统设计方案,组装了一套34 Ah的钛酸锂电池模组替换原有的航空镉镍电池组,并且通过实验对比了钛酸锂电池组与镉镍电池组在常温与低温下大倍率放电性能。针对钛酸锂电池模组,研发了一套电池管理系统,实现了15 kW钛酸锂电池组军用航空应急起动电源的样机设计。     

电动汽车综合性能试验台设计及制作

为了检测电动汽车控制器的性能、动力铅酸蓄电池组或者锂离子蓄电池组在使用过程中的参数变化、驱动电机的各项性能,设计出一种电动汽车综合性能试验台,包括负载配重块、主减速器、传动轴、变速器、带轮、驱动电机、主控制器、辅助控制器、负载电机、驱动电机、蓄电池组、加速踏板、制动踏板和蓄电池组。试验台在驱动桥的左右两端分别设置有六个模拟车辆不同载荷的加载配重块。试验台能够模拟车辆在不同载荷条件下的ECE(Economic Commission of Europe safety regulations)循环试验、制动能量回收试验等。控制器检测车辆运行速度、动力蓄电池组的工作电流、蓄电池组的端电压、蓄电池组在使用过程中的容量变化等参数,为电动汽车的研发提供试验平台。     

基于退役动力电池储能的光储微网系统

锂电池作为光储微网的储能电池,能够提高光伏发电系统的稳定性,改善电能质量,但成本高昂。将电动汽车的退役动力锂电池用于光储微网的储能单元,不仅可以降低投资成本,还可以缓解大批量电池进入回收阶段的压力。首先基于锂电池的工作原理,构建了退役动力锂电池的等效电路模型。接着建立了储能变流器和多重双向DC/DC变换器级联拓扑,储能变流器采用电压外环、电流内环的双闭环策略,稳定直流母线的电压;多重双向DC/DC变换器采用以电池组的荷电状态(SOC)为约束条件的双闭环控制策略,平抑光伏发电系统的功率波动。最后搭建了基于退役锂电池储能的光储微网系统,验证了控制策略的有效性。     

考虑内部参数不一致性的储能系统用锂电池组建模

目前,电化学储能系统建模普遍采用基于电池单体的简单等效模型,成组和系统模型中较少考虑内部电池参数不一致性,低荷电状态(SOC)下仿真误差较大,并且随着储能系统的运行,差异越发明显,难以反映储能电池的实际运行状态.基于锂电池储能电站成组结构,研究影响简单等效模型电压误差的因素及电池单体与电池模块的电压特性关系,分析电池单体间电压差异来源,提出一种串电容等效模型,并以电池单体SOC和电池单体容量为主要差异参数进行电压修正,建立考虑电池串之间不均衡电流的并联模型.仿真结果表明,串电容等效模型相较简单等效模型能够有效提升低SOC状态下模型的精度,为多电池单体串并联组成的电池系统仿真模型提供技术支撑.     

储能锂离子电池包强制风冷系统热仿真分析与优化

基于电化学-热耦合模型借助ANSYS Fluent平台对储能系统中的锂离子电池包进行仿真分析与结构优化。首先建立电池的热仿真模型,基于该模型利用ANSYSFluent仿真软件得到电池单体温度分布,并通过与实验测量的结果对比验证所建立的仿真模型的准确性。接着进行了电池包风冷系统的仿真分析,完成了对电池包温度分布和风道流速分布的求解。最后通过改变出风孔数量和风扇挡板形状改善了冷却系统的冷却效果。研究结果表明,基于电化学-热耦合模型对储能电池包的温度与内部流速分布的分析是可行的,对强制风冷系统的结构优化能够大幅度提高系统的散热性能,实现更低的最高温度与更均匀的温度分布。     

动力电池组绝缘电阻检测与故障定位

动力电池组在正常运行中需要符合绝缘安全性要求,以保障高压供电系统的正常运行。针对当前动力电池组绝缘电阻检测精度低、可靠性差、无法定位电池组内部绝缘故障点等问题,提出一种改进的绝缘电阻在线检测与故障点定位方法。该方法结合平衡电桥和非平衡电桥进行测量,改进绝缘电阻计算方法,能快速、准确的实现动力电池组绝缘电阻检测,并可估计电池组内部发生绝缘故障的位置。根据改进测量方案,利用微控制器、光耦继电器、差分模数转换器、数字信号隔离、隔离电源等设计了检测系统硬件及软件,实现了绝缘电阻检测与故障点定位。实验测试表明,改进的检测方法和检测系统能够准确检测出绝缘电阻值,检测误差在5%以内,绝缘故障点定位准确,为动力电池组绝缘电阻检测与故障定位提供了一种实用的方法。     

高压大容量储能变流器电池组平衡控制策略

容量储能设备的储能单元通常由大量电池组通过串并联方式获得,由于各电池组的参数差异很难保证每个电池组按照一致的充放电曲线工作,极易造成单电池组的过充过放等现象,降低储能设备的寿命与性能。针对上述问题提出一种级联H桥储能变流器电池组平衡控制策略,本文首先解释了级联H桥储能变流器的工作原理与内部能量传递方式,其次通过每个电池组当前荷电状态与平均的充放电曲线来求取各个电池组工作状态与子模块电容电压指令值,配合排序算法与最近电平逼近法实现子模块电容电压稳定并令系统内N-1个电池组按照平均电曲线工作（N为H桥子模块个数）,最后通过Matlab/Simulation仿真平台验证了该控制算法的可行性。     

电池系统受益于坚固的isoSPI数据链路

对于被设计到HEV、PHEV和EV动力传动系统中的电池组而言,实现高可靠性、高性能和长寿命的关键因素之一,是电池管理系统（BMS）中所使用的电子组件。运用标准芯片级串行外设接口（SPI）的isoSPI？物理层自适应技术,从而释放成了本效益型分布式电池组架构的全部潜能。     

太阳能LED照明控制系统的设计与实现

鉴于目前对太阳能新型能源的研究及相关技术的发展,设计了一种新型的太阳能LED照明系统。该系统以ATMEGA16单片机为控制核心,实现对蓄电池能量的智能管理和系统工作状态的准确控制。蓄电池和市电自动切换提供照明系统的电源。蓄电池充电状态的准确性由电压电流检测双环及核心控制器保证,并将最大功率跟踪算法运用其中,以实现精确的控制。LED亮度根据实际太阳光强度由控制器及TPS61042准确控制。多次测试实验结果表明该系统控制准确,转换效率较高,工作稳定。