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超级电容储能的太阳能航空灯系统设计

发布时间:2018-05-15 07:03

  本文选题:智能控制 + 超级电容储能 ; 参考:《电子科技大学》2014年硕士论文


【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。
[Abstract]:With the rapid development of aviation industry and communication technology, the application of aviation lamp is no longer limited to the traditional aircraft shipping. The rapid application of other industries has put forward higher requirements for the output efficiency and durability of aviation lamp. The solar aeronautical lamp with capacitive storage energy is supplied by the converted energy of the solar energy to the aeronautical lamp and stores the unused energy and the excess energy in the super capacitor. Pollution-free, energy efficient, clean and environmental protection, and long service life, make it more and more widely used, high tower, mountain top navigation warning and so on, and its conversion process of high efficiency transmission, The stability of the system directly affects the final performance of solar aeronautical lamp with super capacitor energy storage. In this paper, the intelligent control system and the high efficiency power conversion technology are taken as the main research object. Based on the research of the traditional aviation lamp system, the system control and power efficiency conversion are deeply analyzed and studied. A design scheme of the utility model is presented. The main contents are as follows: the system control method of solar aeronautical lamp is studied, and a control system structure of aeronautical lamp applied in various regions is proposed, including combining with wind power. Two 20-watt YL20(17)P610 脳 291 solar cells and 10 1200F 2.7V super capacitors are used as energy storage devices in the solar emergency power supply, which are equipped with a wide input voltage DC-DC converter with output voltages of 3.3V and 5V. And the two groups of power can output 15 watts of power alone. It works normally for 45 minutes at 15 W output power. Because the super capacitor is used as the energy storage element, the system life is greatly improved, the theory can be used normally for more than 10 years, and therefore the system does not contain lead, sulphuric acid, cadmium, nickel, etc. Sodium hydroxide and other battery systems contain a lot of harmful substances, which makes the system of environmental protection value. In the implementation of the scheme, the experiment platform is used to verify the combination of solar panel, super capacitor group and aviation lamp, and the photo-electric conversion of solar panel and the energy storage function of super capacitor group. Can make the aeronautical lamp in the normal working state in real time. At the same time, the whole control system of aeronautical lamp is further improved in the traditional control scheme, and the partial control method is optimized. In the system test, the test method and result analysis are given, and the parameters (output efficiency, output voltage, output current, output ripple, voltage adjustment rate, load adjustment rate, etc.) of the output 5V voltage and 3.3V voltage are measured. The power curve is drawn and the function of the system is verified.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM923.5

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本文编号:1891470

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