小型太陽能供電系統及蓄電池充電設計.pdf

1、我國是一個人口大國，占世界第一的人口數量，可耕地面積也居世界首位，農業(yè)的發(fā)展決定我國的命脈。21世紀以來，我國農業(yè)發(fā)展可謂是突飛猛進，其中智能灌溉的發(fā)展更是有目共睹，智能灌溉解決了以往只依賴人力物力的傳統式農業(yè)耕種慢、規(guī)劃不合理、對人的依賴性大等問題。不但節(jié)約水資源而且大大提高了農作物的產量。但僅僅保證食物的產量是不夠的，隨之而來科學家又提出了精細農業(yè)，它的提出就是致力于保障食品安全、有機、綠色。在精細農業(yè)中，使用最廣的就是基于物聯網的

2、智能灌溉系統，它與傳統的智能灌溉相比采集的數據更多，通過傳到大數據庫進行對比分析，最后實施精細灌溉。這就需要在很多地方設置采集點和灌溉系統，各個系統需要持續(xù)供電，而在大地中使各個采集點并網用電顯然是不符合實際的。所以，使用小型太陽能供電系統為智能灌溉系統進行供電是很有必要的。
　　本研究旨在解決基于物聯網的智能灌溉系統的供電系統的設計。本系統采用獨立的光伏發(fā)電系統，通過光電轉化對系統進行供電，然后將剩余的電能儲存到蓄電池中，蓄電池

3、則在光伏功率不足時為智能灌溉系統充當后備電源。這樣一來有以下幾點問題需要去解決:第一，由于太陽能的利用率低，且太陽能輸出功率不穩(wěn)點，導致蓄電池充電的最佳時間很容易被錯過。第二，基于物聯網的智能灌溉系統的供電系統無法完全利用變換后的能量，這將使太陽能的利用率再次降低，此外太陽能的本身性質與外界環(huán)境因素的共同影響，使蓄電池的充放電控制困難，如果沒有好的充電策略會嚴重的破壞蓄電池的內部結構，使蓄電池提前報廢。所以，提高對光伏電池板的光照強度與

4、合理的設計充放電電路對于解決小型太陽能供電系統的設計具有重要的戰(zhàn)略意義。通過對光伏太陽能電池板進行Simulink仿真試驗，驗證了光照強度影響太陽能發(fā)電量，并根據一天當中太陽直射角度不同設計了雙軸太陽跟蹤系統，系統工作在一個三維坐標系統，通過兩個電機的旋轉，使得太陽能電池板能夠迎著光照射的方向，從而最大限度的增加光照時間和光照強度。而后采用DC/DC實現的最大功率跟蹤(MPPT)并結合三段式充電策略設計充放電控制器，避免了蓄電池因大電流