Napelem táplálású hordozható okos eszköz tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A globális felmelegedés hatására egyre vonzóbb megújuló energiaforrás a napenergia. Hordozható formában is kezdenek megjelenni napelemek, elősegítve a kisméretű kézi eszközök fejlődését. A gyártók egyre több típusú anyaggal kísérleteznek, hogy a veszteségeket csökkenthessék. Sajnos a napelemek hatékonysága igen alacsony, 5-20% körül mozog. Ezért nagyon fontos, hogy mindig a lehető legnagyobb hatásfokkal működjenek. Ennek érdekében maximális teljesítményű munkapont követő (MPPT) algoritmusokat alkalmaznak napenergia hasznosító rendszerekben. Sok különböző algoritmus létezik, melyek komplexitásban és hatékonyságban különböznek. Az egyszerűbb megoldások stabil környezeti hatások esetén megfelelő hatékonysággal működnek. Ezeket egyszerű megvalósítani. Azonban változó hatásokra már jóval komplexebb algoritmusok használata szükséges, melyek jóval robosztusabbak és képesek a változó környezeti hatásokat is magas hatékonysággal lereagálni.

Jelen szakdolgozat célja ezen algoritmusok tanulmányozása és négy általánosabb MPPT módszer szimulációja MATLAB/Simulink környezetben. A szimuláció egy kereskedelemben kapható napelem panelen történik, mely a Simulink beépített elemeiből tevődik össze. A szimuláció során ismertetésre kerülnek a további nehézségek, amik felmerülnek a napelemekkel kapcsolatban. Szakdolgozat további célja, hogy egy napelemes töltő egység tervezésének folyamatát bemutassa. Ez magába foglalja a komponensek kiválasztását és tesztelését, valamint a végső nyomtatott áramkör elkészítését. A szakdolgozat továbbá bemutatja, hogy milyen lehetőségek vannak egy napelemes töltőrendszer adatainak feldolgozására. Ez egy Wi-Fi kapcsolatra képes mikrokontrollerrel történik, amely folyamatosan elmenti az aktuális hőmérsékleti adatokat és szükség esetén egy weboldalon megjeleníti azt. Továbbá, a jelen tanulmány szintén foglalkozik a már említett, MPPT algoritmusok beépítésével,beágyazott rendszerek esetében. Ez egy integrált áramköri elem segítségével történik, melynek tesztelésére is sor kerül. A tesztelt alkatrészek végül egy végső rendszerben állnak össze, ezzel megvalósítva egy akkumulátor töltőt, mely képes napelem celláról és általános működésű töltőről működni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.