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東莞市星火太陽能科技股份有限公司

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光伏發(fā)電最大跟蹤點的激光定位測試
返回列表 來源: 江蘇激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 發(fā)布日期: 2023.05.01 瀏覽次數(shù):
自上世紀末以來,水能、風(fēng)能、太陽能等清潔、可再生能源越來越受到人們的重視,尤其是以光伏發(fā)電為代表的太陽能,具有無污染、操作安全、無噪聲等優(yōu)點。光伏電池的主要原料,硅元素儲量豐富,隨著光伏技術(shù)和電池陣列研究進程的加速,光電轉(zhuǎn)換效率對比研發(fā)初期已經(jīng)有了很大提高,發(fā)電成本也呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢。

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為提高光伏發(fā)電的最大功率,本文提出一種基于激光束定位技術(shù)的測試方法研究。首先利用激光方位傳感器和光強傳感器對一天中太陽的移動軌跡,進行光電跟蹤;并對激光光斑的邊緣和灰度重心做精確的激光定位,確定激光光斑的位置和移動方向。采用最優(yōu)梯度算法確定光伏系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的梯度方向,完成光伏發(fā)電最大功率點的精確定位。實驗數(shù)據(jù)表明,提出的定位方法在定位精度方面相比傳統(tǒng)定位方法具有明顯的優(yōu)勢,可以有效提高光伏電池的輸出功率。

在對光伏發(fā)電最大跟蹤點的確定過程中,要將硅光電池、光敏電阻和光電二極管等光敏器件與運放電路相連接,并對稱放置檢測太陽的方位變化。陽光照射方位傳感器中的光敏器件而產(chǎn)生電流,電流與光照強度和光照面積成正比例的關(guān)系,而且方位傳感器的方向變化隨著太陽方位的變化而變化,進而實現(xiàn)對太陽方位變化的跟蹤,本文采用一種四象限的定位方法實現(xiàn)對太陽方位變化的定位
在不同的系統(tǒng)負載阻值下,如圖3到圖5所示,采用激光定位后其電池陣列的輸出功率都有所提高。當(dāng)系統(tǒng)負載阻值較大的情況下,采用激光定位測試算法后光伏發(fā)電最大跟蹤點功率明顯優(yōu)于定位之前。 當(dāng)系統(tǒng)負載阻值降至48Ω時,光伏發(fā)電功率出現(xiàn)波動,但最大功率有所提高;系統(tǒng)負載阻值繼續(xù)降低,隨著時間的延長,功率呈現(xiàn)出下降的趨勢,但采用激光定位之后,總體輸出功率仍有所改善。 當(dāng)光伏陣列組在恒壓源區(qū)工作時,這時要保證光伏發(fā)電陣列內(nèi)阻與負載電阻相匹配,光伏陣列內(nèi)阻與負載電阻相匹配時,可以獲得最大的功率。本文通過實驗獲得的仿真數(shù)據(jù)證明了對光伏發(fā)電最大跟蹤點的激光定位,能夠提高光伏發(fā)電的輸出功率。
結(jié)語
本文針對光伏發(fā)電利用率低、電能輸出功率小的不足,提出了一種基于激光定位的最大跟蹤點定位測試方法研究,可以明顯改善太陽能的利用率,提高光伏發(fā)電最大輸出功率。

(Depuis la fin du siècle dernier, l'énergie hydraulique, l'énergie éolienne, l'énergie solaire et d'autres sources d'énergie propres et renouvelables ont re?u de plus en plus d'attention, en particulier l'énergie solaire représentée par la production d'énergie photovolta?que, qui présente des avantages tels que la non - pollution, la sécurité de fonctionnement et l'absence de bruit. Les principales matières premières des cellules photovolta?ques sont riches en silicium. Avec l'accélération de la technologie photovolta?que et des progrès de la recherche sur les réseaux de cellules, l'efficacité de conversion photoélectrique a été grandement améliorée par rapport au stade initial de la recherche et du développement, et le co?t de production d'électricité a également montré une tendance à la baisse d'année en année.

Afin d'améliorer la puissance maximale de la production d'énergie photovolta?que, une méthode d'essai basée sur la technologie de positionnement du faisceau laser est proposée dans cet article. Tout d'abord, le capteur d'azimut laser et le capteur d'intensité lumineuse sont utilisés pour suivre la trajectoire du soleil. Le bord de la tache laser et le Centre de gravité à l'échelle grise sont positionnés avec précision pour déterminer la position et la direction de déplacement de la tache laser. L'algorithme de gradient optimal est utilisé pour déterminer la direction de gradient de la fonction objective du système photovolta?que et pour localiser avec précision le point de puissance maximale de la production d'énergie photovolta?que. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode de positionnement proposée présente des avantages évidents par rapport à la méthode de positionnement traditionnelle en termes de précision de positionnement et peut améliorer efficacement la puissance de sortie des cellules photovolta?ques.

Lors de la détermination du point de suivi maximal de la production d'énergie photovolta?que, les photocellules au silicium, les photorésistances et les photodiodes doivent être connectées au circuit d'amplificateur opérationnel et placées symétriquement pour détecter les changements d'orientation du soleil. Le capteur d'azimut d'irradiation du soleil produit du courant, qui est directement proportionnel à l'intensité lumineuse et à la zone d'éclairage, et le changement de direction du capteur d'azimut change avec le changement d'azimut du soleil pour suivre le changement d'azimut du soleil. Dans cet article, une méthode de positionnement à quatre quadrants est utilisée pour localiser le changement d'azimut du soleil

Sous différentes valeurs de résistance à la charge du système, comme le montrent les figures 3 à 5, la puissance de sortie du réseau de batteries est augmentée après le positionnement laser. Lorsque la résistance à la charge du système est élevée, la puissance maximale du point de suivi de la production d'énergie photovolta?que après l'utilisation de l'algorithme de positionnement laser est évidemment meilleure qu'avant le positionnement. Lorsque la résistance à la charge du système tombe à 48 Ω, la puissance photovolta?que fluctue, mais la puissance maximale augmente. La résistance à la charge du système a continué de diminuer et la puissance a montré une tendance à la baisse avec le temps, mais la puissance de sortie globale s'est améliorée après l'utilisation du positionnement laser. Lorsque le réseau photovolta?que fonctionne dans la zone de source de tension constante, la résistance interne du réseau photovolta?que doit correspondre à la résistance à la charge. Lorsque la résistance interne du réseau photovolta?que correspond à la résistance à la charge, la puissance maximale peut être obtenue. Les résultats de la simulation montrent que le positionnement laser du point de suivi maximal de la production d'énergie photovolta?que peut améliorer la puissance de sortie de la production d'énergie photovolta?que.

Conclusion

Compte tenu de la faible efficacité de la production d'énergie photovolta?que et de la faible puissance de sortie d'énergie, une méthode d'essai de localisation du point de suivi maximal basée sur la localisation laser est proposée dans cet article, qui peut évidemment améliorer l'efficacité de l'énergie solaire et la puissance de sortie maximale de la production d'énergie photovolta?que.


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