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一、實(shí)驗(yàn)過程記錄1.畫出實(shí)驗(yàn)接線圖圖1實(shí)驗(yàn)接線圖圖2光伏電池板圖3實(shí)驗(yàn)接線實(shí)物圖2.實(shí)驗(yàn)過程記錄與分析(1)給出實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟eq\o\ac(○,1)實(shí)驗(yàn)前根據(jù)指導(dǎo)書要求完成預(yù)習(xí)報(bào)告eq\o\ac(○,2)按預(yù)習(xí)報(bào)告設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)步驟,利用MATLAB建立光伏數(shù)學(xué)模型,如下圖4所示。圖4光伏電池模型其中PVArray模塊里子模塊如下圖5所示。圖5PVArray模型其中Iph,Uoc,Io,Vt子模塊如下圖6-9所示。圖6Iph子模塊二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和選擇使用MATLAB軟件其中的simulink工具進(jìn)行模型的搭建。再對(duì)其進(jìn)行仿真,得到仿真曲線。使用Excel表格輸入實(shí)驗(yàn)所測(cè)得U、I、P,在對(duì)其自動(dòng)生成I-V,P-V曲線。2.繪制不同光照強(qiáng)度下、不同溫度下光伏電池的I-V、P-V特性曲線;圖11I-V曲線圖12P-V曲線當(dāng)T=290K時(shí)S=1305W/m2時(shí)圖13I-V曲線圖14P-V曲線當(dāng)T=287K時(shí)S=1305W/m2時(shí)的圖15I-V曲線圖16P-V曲線當(dāng)T=287K時(shí)S=1278W/m2時(shí)的擬合3.所得實(shí)驗(yàn)數(shù)值和預(yù)習(xí)所得理論值比較,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析所得實(shí)驗(yàn)數(shù)值和預(yù)習(xí)所得理論值比較,仿真波形開路電壓均比實(shí)驗(yàn)所得的開路電壓大,仿真波形最大功率也比實(shí)驗(yàn)所得最大功率大,所取得最大功率值對(duì)應(yīng)的電壓值也是仿真時(shí)比實(shí)驗(yàn)時(shí)的大,造成這個(gè)現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn):(1)由于天氣原因,真實(shí)測(cè)試環(huán)境的光照強(qiáng)度有些不穩(wěn)定,前后變化幅度明顯,這也導(dǎo)致了一部分的誤差。(2)太陽的角度以及方向一直在改變,這導(dǎo)致光伏電池板接收到的光照一直在改變。實(shí)際上,光伏電池板所接受的光照強(qiáng)度是一直在變化的,光照不穩(wěn)定也是產(chǎn)生誤差的原因之一。(3)光伏電池板放置在開闊環(huán)境內(nèi),可能有灰塵落在板面上,可能造成熱斑效應(yīng)。4.實(shí)驗(yàn)波形的描述和分析,對(duì)照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析結(jié)果的物理、工程意義,得出有意義結(jié)論。由上述所得I-V,P-V曲線可知:其它條件一定時(shí),光伏電池周圍環(huán)境溫度的升高將使光伏電池的開路電壓下降,短路電流輕微增加,從而導(dǎo)致光伏電池的輸出功率下降。光伏電池的溫度特性一般用光伏電池的溫度系數(shù)表示,溫度系數(shù)小,說明光伏電池的輸出隨溫度變化的越緩慢。其它條件一定時(shí),光伏電池表面光照強(qiáng)度的增加將使光伏電池的短路電流增加,開路電壓也略微增加,從而導(dǎo)致光伏電池輸出功率增加。5.仿真實(shí)驗(yàn)處理仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與曲線波形將光伏陣列輸入光強(qiáng)從1000W/m2經(jīng)過0.5s后使其變?yōu)?00W,光伏陣列輸出功率如圖17所示。圖17改變光強(qiáng)光伏陣列輸出波形將光伏陣列輸入溫度從25℃經(jīng)過0.5s后使其變?yōu)?5℃光伏陣列輸出功率如圖18所示。圖18改變溫度光伏陣列輸出波形通過波形我們看出在周圍環(huán)境發(fā)生改變時(shí),設(shè)計(jì)的L、C參數(shù)不是很理想,這些參數(shù)的使用范圍不是很廣泛,需要繼續(xù)調(diào)節(jié)參數(shù)。通過調(diào)節(jié)參數(shù)后,我們得到了比較理想的輸入波形、輸出波形。如圖19到圖20所示。圖19輸入波形圖20輸出波形6.對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和錯(cuò)誤進(jìn)行分析(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí),萬用表量程選擇錯(cuò)誤,致使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不精確。(2)仿真時(shí),選擇L,C錯(cuò)誤,致使波形錯(cuò)誤。(3)光伏電池板參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤,致使波形完全出錯(cuò)。三、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì),使我收獲頗多,使自己學(xué)到了許多東西且認(rèn)識(shí)到了自己的不足。在本次實(shí)驗(yàn)中也遇到了許多問題,如:在做實(shí)物實(shí)驗(yàn)中,由于萬用表的量程選擇錯(cuò)誤,致使數(shù)據(jù)不精確,經(jīng)自己的分析與檢查,解決這個(gè)問題后,得到了較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在做仿真實(shí)驗(yàn)中,使得波形波動(dòng)較大,在自己查閱資料后,加了一個(gè)濾波電路,使得波形較為理想。在本次課程設(shè)計(jì)中,我掌握了光伏電池的工作原理,boost電路的工作原理,simulink的使用和最大功率追蹤MTTP的工作原理和工作方法。讓我對(duì)所學(xué)習(xí)的boost電路有了更加深入的了解,對(duì)課堂上所講的PWM波的調(diào)制也有了進(jìn)一步的了解,將之前課堂中有些不太明了的知識(shí)進(jìn)行了梳理和補(bǔ)充。通過本次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多人生的道理,學(xué)會(huì)了如何去
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