單軸三角度追日太陽電池發電系統性能測試分析與智能診斷控制研究

Performance Test and Smart Control of One-Axis Three- Position Sun-tracking PV System

黃尹成(Yin-Cheng Huang)

指導教授 ： 黃秉鈞

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2012.10860

摘要

本研究旨在探討單軸三角度追日太陽電池發電系統的設計改善與長期測試分析，利用改善機構設計，將追日機構模組化來降低其製作成本、提升機構強度。控制系統部分則使用計時器作為追日系統之控制方式來提升太陽發電系統發電量，且加入智能診斷技術，來判斷計時器與太陽時間之誤差並將之消除，以提升追日系統的可靠度。
由近兩年的長期測試結果得知，本單軸三角度追日太陽電池發電系統在輻射量愈高的情形下，發電量提升效果愈顯著，在台北地區發電量平均提升25%。如場地的限制，使本單軸三角度追日發電系統無法朝正南(北半球地區)或正北(南半球地區)架設而存在一偏角之影響，近一年來的長期測試也顯示，在最大偏角為45度的情況下，整體效益也只損失了5%，是可以忽略的。若場地有建築物遮陰的影響，本研究也進行測試，在嚴重遮陰情形下，平均也只損失了21%。
單軸三角度追日裝置在一系列失效模擬之試驗下，其智能診斷控制系統皆能有效發揮作用，將計時器校正修復使追日裝置正常運作，證明其可靠度的確經得起時間的考驗。

關鍵字

單軸 ； 三角度 ； 追日 ； 太陽追日裝置 ； 智能控制

並列摘要

The main purpose of this thesis is about improving the design and the long-term test of one-axis three-position sun-tracking PV systems. We adjusted and designed the sun-tracking device to decrease productive cost and improve the strength of the tracker. Additionally, we used the timer IC as the key component of the digital controller to increase the power of the solar PV. Furthermore, we used the smart control technology to correct the error between the timer IC and true solar time. Moreover, the controller can improve the reliability of the system.
According to the data collected from the past two years, the higher the solar irradiation, the higher the increase of PV power generation. The average increase of power generation in Taipei area is about 25%. In practical application, the 1A-3P tracker may be arbitrarily mounted on a wall of building which may not always make the PV module face the southern direction. From the past year, the energy loss due to alignment error is only 5% for the maximum misalignment 45 o. If the PV module is covered by shadows, under severe coverage the energy loss is 21 %.

Under a series of failure tests, 1A-3P sun-tracker can still function normally through smart control technology. In conclusion, the research approved that the 1A-3P sun-tracker is reliable.

並列關鍵字

sun tracking PV ； sun tracker ； solar PV system ； solar PV power generation ； smart control

參考文獻

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