超级电容储能的太阳能航空灯系统设计

【类型】学位论文

【作者】史霄翰 

【关键词】 DC变换器 太阳能电池,智能控制 超级电容储能 电源高效率 DC

【摘要】随着航空工业和通信技术的飞速发展,航空灯的应用已经不再局限于传统的飞机航运,其它行业的迅速应用,对航空灯的输出效率和持久耐用提出了更高的要求。电容储能的太阳能航空灯是由太阳能转换后的能量向航空灯提供,并将不用时候的电能和多余的电能储存在超级电容里面。无污染,能源高效清洁环保,且使用寿命长久,都使得其应用越来越广泛,高塔、山顶上的导航预警等,而其转换过程中的高效率传输、系统的稳定性直接影响了超级电容储能的太阳能航空灯的最终性能。本论文针对上述的问题,以智能控制系统和电源高效率转换技术为主要的研究对象,在传统航空灯系统的研究基础上,对系统控制以及电源效率转换做了深入的分析研究,提出了一种实用新型的设计方案。主要能容有:研究太阳能航空灯的系统控制方法,提出了一种应用于多种区域的航空灯控制系统结构,包括与风力水力的相结合。其中太阳能应急电源供能部分采用两块20瓦YL20(17)P610×291型太阳能电池,采用10支1200F 2.7V超级电容作为储能装置,配以宽输入电压DC-DC变换器,设置有3.3V和5V两组输出电压,且两组电源均可单独输出15瓦功率。在15W输出功率下正常工作45分钟。由于使用了超级电容作为储能元件,使得系统寿命大大提高,理论可以正常使用10年以上,且因此使本系统不含有铅、硫酸、镉、镍、氢氧化钠等采用蓄电池方案的系统中大量含有的有害物质,使得本系统非常具有环保价值。方案实施中,通过实验平台,验证将太阳能电池板、超级电容组、航空灯三者相结合,通过太阳能电池板的光-电转换和超级电容组的储能作用,可以实时让航空灯处于正常工作状态。同时对航空灯整个控制系统,在传统控制方案上做了进一步改进,优化了部分控制方法。系统测试中,给出了测试方法和结果分析,并通过对输出的5V电压和3.3V电压的相关参数(输出效率、输出电压、输出电流、输出纹波、电压调整率、负载调整率等)测量,绘制出了功率曲线,完成了系统功能的验证。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】电子科技大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】胡光岷，朱泳标

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