基于PIC单片机控制的太阳能光伏系统

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摘要：设计了一种基于PIC16F877 单片机的家用独立太阳能光伏发电系统。在逆变部分采用了最大功率跟踪的方法。系
统电路简单,控制灵活,可靠性高,具有一定的市场推广价值。
* \7 V( ?: y+ b关键词：太阳能 PIC16F877单片机 最大功率跟踪
当今世界,能源问题一直是人们关注的一个热
点问题，以常规能源为基础的能源结构随着资源的
不断耗用将愈来愈不适应可持续发展的需要。太
7 C8 c* D4 h6 t$ d. P7 U阳能可再生且无污染,作为21世纪最有潜力的能
源,太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能光伏发电
% D* @. _+ \* O' S( x# q7 y* R1 Y是太阳能应用的-一个重要方向,到目前已经产生了
# I5 ?6 s- I' `# D# ]# K相当的经济效益和巨大的社会效益,成为发展最快
的高新技术产业之一。设计一种可靠性高，成本低
* A9 h6 M2 `6 [0 l' Z! j* |的基于PIC单片机的户用太阳能光伏发电系统就非
. b+ d' Y9 j' x  b* `5 f- L# }常有必要(1-3)
1系统构成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏阵列，
9 h) F5 g$ M' T! Y1 P5 |2 ]* A5 [蓄电池组,直流升压电路,逆变电路,控制保护电路
) [0 ?" K% J6 w% j$ Y, J! i和负载组成，系统原理框图如图1所示。

光伏阵列(即太阳能电池板) ,是太阳能发电系统中
2 X& Z+ Q6 n+ u的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部
分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送
往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
蓄电池一般为铅酸电池，其作用是在有光照时
2 `' n' A3 ^7 ~' G0 W8 ~7 F0 c将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的
" [/ P1 f7 L; C1 K( p* n7 K+ n+ a4 v时候再释放出来。
4 X" n: }2 {' P" b8 K3 X控制保护电路的作用是控制整个系统的工作
2 j9 ]9 _: t3 u# G4 Z状态,并保护蓄电池,防止过充过放对蓄电池造成
& B, w2 H' g% q( o& O伤害。
逆变电路的作用是将太阳能发电系统所发出
# b! K7 E" y6 G+ u1 k的直流电能转换成交流电能,供给交流电电器及照
, G9 Z- x  `& S" o/ ~" T' m$ l! S明系统。
& ]+ X! g9 _; b' E2硬件设计
. r  D: R  w" p* ]" `( L. Y3 _设计的太阳能光伏发电系统的硬件部分主要
包括PIC单片机、电压采集单元、逆变单元、电流电
. u+ S/ F9 F0 U& @' F  c压反馈单元、保护单元、运行指示输出单元等。其
% s, ~, |/ o9 [( }8 s3 @硬件结构如图2所示。
2.1 PIC单片机
该太阳能发电系统采用MICROCHIP公司推出
1 i! a/ \+ R* F3 W7 D的PIC16F877单片机作为微处理器( mcu) ,控制整
8 O" @7 B+ y& \8 h2 n0 }8 H个系统的运行。该单片机是一款高性能的精简指
7 }3 g1 d- H6 }' W5 z. F3 W令集处理器( RISC CPU)，其抗干扰能力很强,具有
  |0 Y. H8 x* `锁相环电路,最高时钟频率可达40 MHz,有-一个8位

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Racheler

PIC16F877单片机作为微处理器( mcu) ,控制整个系统的运行