基于单片机的太阳能电池控制器的设计

下载后可任意编辑 基于单片机的太阳能电池控制器的设计 【摘要】目前在全世界范围内，由于能源的不可再生和人类的过度开采，全球化的能源危机已经初现端倪，为此世界各国竞相进展绿色能源，太阳能凭借其独特的优点，受到了一致的青睐，在太阳能的各种应用中，光伏发电应用倍受关注。光伏发电系统主要有两种分布式发电系统和独立式发电系统，然而现在光伏发电应用的主流为独立式发电系统，在独立式发电系统中主要由四部分太阳能电池板，控制器，,和直流负载。其中控制器为整个发电系统的核心，由于独立式发电系统中蓄电池的充电放电比较频繁故所以控制器要对蓄电池的充电放电进行管理，从而延长蓄电池寿命，减少系统的故障率，提高系统稳定性大大减少发电运营成本。本次毕业设计就将对独立式光伏发电中所要使用到的基于单片机的太阳能蓄电池的控制器进行探讨和讨论。 【关键词】太阳能；单片机；控制器 Abstract At present,while most countries all over the world are developing green and renewable energy，solar energy is accepted commonly because of its unusual advantages．PhotovoltaicPVsystems are paid more attention to among its various applications．PV systems are mainly two stand-alone distributed power systems and power generation systems, but stand-alone systems has been a trend in nowdays. Stand-alone distributed power systems has four mainly parts the Solar panels, the controller, the battery and the DC load, while in the four parts, the controller is the most important one. The controller has to decide how and when to charge or discharge because of the high working frequency of the system，So the controller can extended the battery life，decrease the failure rate，make the system steady and reduce the costs of system. This gradual design aimed at the study of the controller used in the stand-alone systems based on microcontroller. Key words solar energy; microcontroller; controlle 目录 1概述1 1.1题目要求1 1.2题目国内外进展现状1 1.3题目设计目标级功能要求2 1.4 题目设计所需要的环境2 2总体设计3 2.1硬件总体设计4 2.2程序总体设计4 3硬件设计9 3.1电压采集电路9 3.1.1电压采样电路9 3.1.2ADC0809模数转换芯片9 3.1.3 74LS373锁存器11 3.2单片机及其外围电路12 3.2.1单片机功能引脚介绍12 3.2.2单片机外围电路13 3.3充放电电路14 3.3.1MOSFET14 3.3.2光耦合器件15 3.3.3PWM控制技术介绍16 3.4硬件设计软件18 4软件设计19 4.1中断系统19 4.1.1中断系统结构19 4.1.2中断响应22 4.1.3中断响应过程22 4.1.4中断请求的撤销23 4.2各设计模块24 4.2.1程序初始化模块24 4.2.2定时器中断模块24 4.2.3A/D转换模块25 4.2.4PWM脉冲宽度控制模块25 4.2.5方案的选择控制模块26 4.2.6单片机停止工作的按键输入模块26 4.3 软件总体设计26 5系统调试31 5.1硬件电路调试31 5.2程序调试32 6其它器件介绍33 6.1太阳能电池33 6.2蓄电池33 6.2.1蓄电池分类33 6.2.2蓄电池容量33 6.2.3蓄电池能量效率35 6.2.4蓄电池循环寿命35 参考文献.............................................36 致谢.................................................38 V 下载后可任意编辑 1概述 1.1题目要求 在全球能源形势紧张，全球气候变暖严重威胁经济进展的今日，世界各国都在寻取新的能源替代战略，以求得可持续进展及在日后的进展中获得优势地位。太阳能以其清洁、可再生、安全等显著等显著优势成为当今关注的重点。尤其是太阳能光伏发电技术，在近些年来更是得到飞速的进展，时至今日光伏发电技术已经极其成熟，在光伏发电技术中主要分为两种独立式发电系统和分布式发电系统。分布式发电系统则主要应用于大规模的并网发电系统。独立式发电系统主要面对小型用户或者小型负载，独立式发电系统以其应用灵活，适应性强贝越来越多的应用于各个领域。 独立式光伏发电系统主要有4部分组太阳能电池板、制器、电池和直流负载。太阳能电池板和蓄电池的技术进展相对来说比较成熟，而对于控制器由于所适用的场合有所不同，其对性能的要求也就各不相同，就一般太阳能电池板蓄电池对于控制器的要求主要侧重于对蓄电池充放电的管理，以及对夜间和白昼的充放电选择，这样才能更加合理的利用太阳能，使光伏发电系统的效率最大化，另一方面通过单片机对蓄电池的过充电和过放电的管理，可以延长蓄电池的寿命，从而进一步提升系统的性价比，因此对于设计出这样一种智能控制器就显得很必要了。 1.2题目国内外进展现状 太阳光没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点1.无枯竭危险；2.洁净无公害；3.不受资源分布地域的限制；4.可在用电处就近发电；5.能源质量高；6.猎取能源花费的时间短。正是由于以上特点，美国在经历上世纪80年代能源危机后，就一直致力于开发太阳能发电技术