目 录

1绪论 5

1.1世界能源结构和发展新能源的背景 5

1.1.1太阳能与太阳能光伏发电 6

1.1.2太阳能光伏发电系统简介 7

1.2太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势 9

1.2.1国外太阳能光伏发电现状与发展趋势 9

1.2.2我国太阳能光伏发电现状与发展趋势 9

1.3本文主要研究内容和任务 10

2太阳能独立光伏发电系统基本组成和特性 12

2.1太阳能独立光伏发电系统概述 12

2.2太阳能电池 12

2.2.1太阳能电池原理及分类 12

2.2.2太阳能电池输出特性 14

2.2.3太阳能电池工程用数学模型 14

2.3铅酸蓄电池 16

2.3.1铅酸蓄电池充电控制方法 16

3太阳能电池最大功率点跟踪 18

3.1太阳能电池最大功率点跟踪原理 18

3.2太阳能电池最大功率点跟踪方法 18

4太阳能独立光伏发电系统主电路设计 20

4.1 方框图，主电路图以及技术路线图 20

4.2太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC变换器及其特点 21

4.2.1 BUCK电路 22

4.2.2 B00ST电路 22

4.3带双向变换器的太阳能独立光伏发电系统 23

4.3.I BOOST电路设计 24

4.3.2铅酸蓄电池组设计 25

4.4双向BUCK-B00ST变换器 25

4.4.1双向BUCK-B00ST变换器运行原理 25

4.4.2双向BUCK-BOOST变换器参数设计 26

4.5逆变电路 27

5太阳能独立光伏发电控制系统硬件设计 29

5.1控制芯片MC9S08JM60简介 29

5.2 基于MC9S08JM60 DSP的控制系统 31

5.3 驱动电路 32

5.4 采样电路 33

5.5 总电路图 35

6太阳能独立光伏发电控制系统软件设计 36

6.1控制系统主程序 37

6.2蓄电池充电子程序 42

总结 44

致 谢 45

参考文献： 46

总结

随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗，以及由此带来的能源危机与环境污染日益加剧，近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁、安全可靠的可再生能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点，是理想的可再生能源。20世纪70年代后，太阳能光伏发电在世界范围内受到高度重视并取得了长足进展。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的一种发电方式。太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。

本文主要研究功率为1KW的独立光伏发电系统，主要内容有：

（1） 介绍了太阳能光伏发电的系统的基本组成和特性，并详细说明了太阳能电池的原理，特性以及太阳能电池工程模型

（2） 太阳能电池最大功率跟踪的原理以及一些常用的方法，并比较了他们的优缺点

（3） 通过对目前太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC拓扑结构的研究，总结了各种DC心C拓扑结构的优缺点。本文重点研究一种带有双向变换器功能的太阳能独立光伏发电系统，对该系统主电路的参数进行了设计计算。

（4） 为了使此独立光伏发电系统能够向交流负载供电，添加了逆变电路，并对逆变电路进行了仿真

（5） 基于MC9S08JM60 DSP完成了太阳能独立光伏发电系统控制系统硬件电路设计和控制算法设计，利用C语言编制了相应的程序。

由于时间和水平的限制，本论文许多工作还进行得不够细致，原理样机也没

有及时完成。