太阳能跟踪控制器的工作原理
太阳能光伏发电控制系统工作原理
太阳能光伏发电控制系统工作原理太阳能光伏发电控制系统是利用太阳能将光能转化为电能的一种装置，广泛应用于家庭和工业领域。
本文将详细介绍太阳能光伏发电控制系统的工作原理。
1. 太阳能光伏发电系统的基本组成太阳能光伏发电控制系统主要由太阳能电池板、光伏逆变器、电池组和负载组成。
太阳能电池板负责将太阳光转化为直流电能，光伏逆变器将直流电能转换为交流电能，电池组储存电能以供负载使用，负载则是指发电系统所驱动的设备或电器。
2. 太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统的工作原理可以分为太阳能转化为直流电的过程和直流电转化为交流电的过程。
2.1 太阳能转化为直流电当太阳光照射到太阳能电池板上时，太阳能电池板中的光电池会将光能转化为电能。
光电池内部的P-N结会形成内建电场，当光子撞击光电池上的P-N结时，会激发出电子-空穴对。
这些电子-空穴对会分离开来，电子通过导线外流回到P区，空穴则通过导线流回到N区，形成电流从而产生直流电。
转化出的直流电经过电池组的串并联以提高电压和电流的值，然后进入光伏逆变器进行下一步的转换。
2.2 直流电转化为交流电直流电转化为交流电的过程需要通过光伏逆变器完成。
光伏逆变器首先会经过一个整流单元，将直流电转化为中间直流电，然后通过中频谐振变压器将中间直流电转换为交流电。
最后，交流电通过输出滤波电路形成纯净的交流电供电给相应的负载。
光伏逆变器具有功率适应性，可以根据负载的功率需求自动调节输出电流和电压。
3. 太阳能光伏发电系统的控制器太阳能光伏发电控制系统中的控制器是为了实现对整个系统的监测、控制和保护而设计的。
控制器主要包括电池的充放电控制、光伏逆变器的运行控制和负载的调节控制。
电池的充放电控制保证电池组的工作在最佳状态，避免过充和过放的情况发生。
光伏逆变器的运行控制保证其安全稳定地运行，实现直流电向交流电的转换。
负载的调节控制则根据负载的需求合理分配系统所产生的电能，保证稳定供电。
MPPT原理
MPPT原理导读：本文主要讲述的是MPPT原理，有兴趣的童鞋们快来学习一下吧~~~很涨姿势的哦~~~1.MPPT原理--简介MPPT，全称为Maximum Power Point Tracking，即最大功点跟踪，它是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，而不产生环境污染。
2.MPPT原理MPPT控制器原理：首先要检测主回路直流电压以及输出电流，然后计算出太阳能阵列的输出功率，最终实现对最大功率点的追踪。
下图为实际应用扰动与观察法来实现最大功率点追踪的示意图。
如图所示，串连在一起的扰动电阻R和MOSFET，在输出电压基本稳定的情况下，然后通过改变MOSFET的占空比，来改变通过电阻的平均电流，因此产生了电流的扰动。
同时也会影响光伏电池的输出电流、电压，通过测量此时的变化，以决定下一周期的扰动方向。
如果扰动方向正确时，太阳能光能板输出功率增加，下周期继续朝同一方向扰动，反之，朝反方向扰动，如此反复，使太阳能光电板输出达最大功率点。
3.MPPT原理--为什么要使用MPPT?太阳能电池组件的性能可以用U-I曲线来表示。
电池组件的瞬时输出功率(U*I)就在这条U-I曲线上移动。
电池组件的输出要受到外电路的影响。
最大功率跟踪技术就是利用电力电子器件配合适当的软件，使电池组件始终输出最大功率。
如果没有最大功率跟踪技术，电池组件的输出功率就不能够在任何情况下都达到最佳(大)值，这样就降低了太阳能电池组件的利用率。
拓展阅读：1.基于数字信号控制器和DC/DC转换器的MPPT控制介绍2.实现并网电压跟踪及MPPT的电流跟踪控制方案3.一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析关键词： MPPTMPPT原理加入微信获取电子行业最新资讯搜索微信公众号：电子产品世界或用微信扫描左侧二维码。
MPPT控制技术
简介
目录
MPPT的介绍
MPPT的工作原理
MPPT的优点
MPPT的介绍
Power Point Tracking, 中文名称为最大功率点跟踪。
☞:MPPT的概述
最大功率点跟踪系统是一种通过调节电气模块的工 作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统， 能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄 电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地 区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染。
MPPT的优点
☞: MPPT控制器可以智能调节太阳能发电
板的工作电压，使太阳能板始终工作在V-A
特性曲线的最大功率点。比较普通的太阳能 控制器，对太阳能板发电功率的利用率提高 了10-30％。
MPPT的工作原理
☞:最大功率点的跟踪控制本质上是自寻优过程，即通过测电流、电
压和功率，判定出当前工作点和峰值点的位置关系，并调节当前工作 点的电压（或电流），使其向峰值功率点靠拢，从而使光伏系统运作 在峰值功率点附近。
太阳能控制器[太阳能控制器]
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太阳能控制器[太阳能控制器]简介太阳能控制系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器和负载组成。
[1]太阳能控制器是用来控制光伏板给蓄电池充电，并且为电压灵敏设备提供负载控制电压的装置。
它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个光伏供电系统的核心控制部分。
它是专为偏远地区的通信或监控设备的供电系统而设计的。
控制器的充电控制和负载控制电压完全可调，并可显示蓄电池电压、负载电压、太阳能方阵电压、充电电流和负载电流。
利用蓄电池供电的几乎所有的太阳能发电系统，都极其需要一个太阳能充放电控制器。
太阳能充放电控制器的作用在于调节功率，从太阳能电池板输送到蓄电池的功率。
蓄电池过冲，至少很显著地降低电池寿命,从最坏的是损坏蓄电池直至它不能够正常使用为止。
太阳能控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。
既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。
此外，太阳能控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。
太阳能控制器通常有6个标称电压等级：12V、24V、48V、110V、220V、600V。
目前控制器向多功能发展，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势。
作用太阳能充放电控制器最基本功能在于控制电池电压并打开了电路，还有就是，当电池电压升到一定程度时，停止蓄电池充电。
旧版的控制器机械地来完成控制电路的开启或关闭,停止或启动电源输送到蓄电池的功率。
在大多数光伏系统中都用到了控制器以保护蓄电池免于过充或过放。
过充可能使电池中的电解液汽化，造成故障，而电池过放会引起电池过早失效。
过充过放均有可能损害负载。
所以控制器是光伏发电系统的核心部件之一，也是平衡系统BOS（Balance of System）的主要部分。
太阳能板控制器原理
太阳能板控制器原理
太阳能板控制器，也称为太阳能充放电控制器，是用于太阳能发电系统中的核心控制设备。
它的主要作用是控制多路太阳能电池方阵对蓄电池的充电以及蓄电池向太阳能逆变器负载的供电。
太阳能板控制器的工作原理主要涉及到三个部分：充电控制、负载控制和电池保护。
1. 充电控制：当太阳能电池板在日照下产生电流时，太阳能控制器会调控这些电流，使其以适宜的电压和电流进入蓄电池进行充电。
这样可以确保蓄电池不会过度充电，从而延长其使用寿命。
控制器的充电控制电压完全可调，并可显示蓄电池电压、负载电压、太阳能方阵电压、充电电流和负载电流。
2. 负载控制：当蓄电池向负载供电时，太阳能控制器会根据电池的剩余能量和负载的需求，调整供电的电压和电流，以确保负载的正常运行。
同时，控制器还可以为电压灵敏设备提供负载控制电压，以实现精细的电源管理。
3. 电池保护：太阳能控制器还具备电池保护功能，可以防止蓄电池过度放电或充电，从而保护蓄电池的安全。
当蓄电池电量过低或过高时，控制器会自动切断电源，以避免对蓄电池造成损坏。
总之，太阳能板控制器是整个光伏供电系统的核心控制部分，它可以确保太阳能电池板、蓄电池和负载之间的稳定和高效的能量传输，从而实现太阳能的高效利用。
太阳能控制器工作原理--光伏发电技术实验二
太阳能控制器工作原理实验一、实验目的（1）了解太阳能充电控制器的工作原理； （2）认识太阳能电池板是如何给蓄电池充电； （3）掌握太阳能充电控制器的工作模式； 二、实验仪器1、太阳能电池板2、光源3、HBSC5I 太阳能充电控制器4、蓄电池5、电压表6、电流表7、连接线8、LED 灯 三、实验原理太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
1. 太阳能控制器原理图3 太阳能工作原理图主要是通过MCU 电脑主控器来对整个充电控制器来进行控制。
它可以实时的监测光电池电压和蓄电池电压，以及工作环境的温度。
然后再发出MOSFET 功率开关管的PWM 驱动信号，对开关管的通断实施控制。
它可以实现防止过充、过放、短路过载保护、反接保护、雷电保护以及温度补偿功能。
2. 太阳能充电控制器使用说明充电及超压指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯为绿色常亮，表示系统充电电路正常；当充电指示灯出现绿色闪烁时，说明系统过电压，蓄电池开路，检查蓄电池是否连接可靠，或充电电路损坏。
充电过程使用了PWM 方式，如果发生过放动作，充电先要达到提升充电电压并保持10分钟，而后降到直充电压保持10分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压。
如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防止蓄电池失水。
这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。
蓄电池状态指示：蓄电池电压在正常范围时，状态指示灯为绿色常亮；充满后状态指示灯为绿色慢闪；当电池电压降到欠压时状态指示灯变为橙黄色；当蓄电池电压继续降低到过放电压时，状态指示灯变为红色，此时控制器将直接关闭输出，提醒用户及时补充电能。
当电池电压恢复到正常工作范围内时，将自动使输出开通，状态指示灯变为绿色。
负载指示：当负载开通时，负载指示灯常亮。
如果负载电流超过了控制器1.25倍的额定电流60秒时，或负载电流超过控制器1.5倍的额定电流5秒时，指示灯为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。
MPPT工作原理
MPPT是逆变器非常核心的技术，MPPT电压在进行光伏电站设计时一项非常关键的参数,首先我们来认识一下什么是MPPT:MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。
MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。
应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。
最大功率点跟踪系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染。
MPPT的作用是什么？由于太阳能电池收到光强以及环境等外界因素的影响，其输出功率是变化的，光强发出的电就多，带MPPT最大功率跟踪的逆变器就是为了充分的利用太阳能电池，使之运行在最大功率点。
也就是说在太阳辐射不变的情况下，有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高，这就是MPPT的作用所在。
就假设说MPPT还没开始跟踪，这时组件输出电压是500V，然后MPPT开始跟踪之后，就开始通过内部的电路结构调节回路上的电阻，以改变组件输出电压，同时改变输出电流，一直到输出功率最大(假设是550V最大)，此后就不断得跟踪，这样一来也就是说在太阳辐射不变的情况下，组件在550V的输出电压情况，输出功率会比500V时要高，这就是MPPT 的作用。
最大功率点跟踪的原理随着电子技术的发展，当前太阳能电池阵列的MPPT控制一般是通过DC/DC变换电路来完成的。
其原理框图如下图所示。
光伏电池阵列与负载通过DC/DC电路连接，最大功率跟踪装置不断检测光伏阵列的电流电压变化，并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。
MPPT系统原理框图对于线性电路来说，当负载电阻等于电源的内阻时，电源即有最大功率输出。
最大功率跟踪原理及控制方法
最大功率跟踪原理及控制方法2.1最大功率跟踪原理太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出，随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。
图一光伏电池的特性曲线2.2 最大功率跟踪的控制方法MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。
这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。
在自寻优的算法中，最典型的是扰动观察法和增量电导法。
本论文使用扰动观察法，扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加，则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ )扰动；若输出功率值减小，则往相反(- )方向扰动。
通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有[8]。
此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。
3、系统的总体结构3.1系统的结构图系统的结构图如图二所示。
其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压，通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流，从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。
图二系统结构图本课题选用单片机C8051F320，利用C8051F320产生PWM，进而实现最佳功率充电。
C8051F320的可编程计数器/定时器阵列PCA0由一个专用的16位计数器/定时器和5个16位捕捉/比较模块组成。
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太阳能跟踪控制器的工作原理
现有的太阳能自动跟踪控制器无外乎两种:一是使用一只光敏传感器与施密特
触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的
停、转;二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机
的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以
上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。这里所介绍的控制电
路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则分别由两只光敏电阻串
联交叉组合而成。每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为
下偏置电阻;一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输人端的比
较电平始终为两者光照之差。所以，本控制器能使太阳能接收装
置四季全天候跟踪太阳，而且调试十分简单，成本也比较低。
电路原理
电路原理图如图1所示，双运放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考
电压为VDD(，12V)的 1/2。光敏电阻 RT1、RT2与电位器 RP1和光敏电阻RT3、
RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线
的强弱进行自动补偿。如图2所示，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，RT4
和RT2安装在另一侧。当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1
和RP2的中心点电压不变。如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小，
LM358的?脚电位升高，?脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，
其转换触点3与触点1闭合。同时RT3内阻减小，LM358的?脚电位下降，K2不动
作，其转换触点3与静触点2闭合，电机M正转;同理，如果只有RT2、RT4受太阳
光照射，继电器K2导通，K1断开，电机M反转。当转到垂直遮阳板两侧的光照度
相同时，继由器K1、K2都导通，电机M才停转。在太阳不停地偏移过程中，垂直
遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M转——停、转——停，使太阳能
接收装置始终面朝太阳。4只光敏电阻这样交叉安排的优点是:(l)LM358的?脚电位
升高时，?脚电位则降低，LM358的?脚电位升高时，?脚电位则降低，可使电机的
正反转工作既干脆又可靠;(2)可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将
光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦。
使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时，垂直遮
阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动
接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止。
安装调试
整个太阳能接收装置的结构如图2。兼作垂直遮阳板的外壳最好使用无反射的
深颜色材料，四只光敏电阻的参数要求一致，即亮、暗电阻相等且成线性变化。安
装时，四只光敏电阻不要凸出外壳的表面，最好凹进一点，以免散射阳光的干扰;
垂直遮阳板(即控制盒)装在接收装置的边缘，既能随之转动又不受其反射光的强烈
照射。凋试时，首先不让太阳直接照到四只光敏电阻上，然后调节RP1、RI2，使
LM358两正向输人端的电位相等且高于反向输人端0.5V,1V。调试完毕后，让阳光
照到垂直遮阳板上，接收装置即可自动跟踪太阳了。