70
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Для увеличения продолжительности автономной
работы таких объектов, как транспортные средства,
получающих питание от аккумуляторных батарей,
возможно применение солнечных панелей
Однако при
проектировании подобных устройств возникает проблема
соотношения габаритных размеров и мощности,
генерируемой солнечными батареями. Для решения этой
задачи разработана математическая модель в пакете
Matlab Simulink
(рис. 1). Полученные с помощью модели
результаты были проверены экспериментально на
физической установке эквивалентной конфигурации и
мощности.
II.
М
АТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Разработанная модель повторяет конфигурацию
реальной энергоустановки автономного объекта, которая
включает в свой состав две солнечные панели
Zhejiang
Sunflower
модель
SF156x156-60M-240W
(номинальная
мощность - 240 Вт, номинальное напряжение - 24 В).
Панели подключаются к накопителю через контроллер
заряда. Накопителем является аккумуляторная батарея
(АКБ) номинальным напряжением 24 В, емкостью 100 Ач.
Нагрузка представляет собой тяговый электропривод,
подключаемый
к
АКБ
через
повышающий
преобразователь.
Рис. 1 – Модель энергосистемы автономного объекта
Блок «
PV_Array
» модели имитирует работу солнечных
панелей и представляет собой параметрическую модель,
использующую источник тока
I
L
, идеализированный диод,
последовательное сопротивление
R
s
и шунтирующее
сопротивление
R
sh
для представления вольт-амперных
характеристик, зависящих от облученности и температуры
Эквивалентная схема блока «
PV_Array
» представлена
на рис 2.
Рис. 2 - Эквивалентная схема солнечного фотоэлектрического
модуля
Блок «
MPPT controller
» производит отслеживание
точки
максимальной
мощности,
вырабатываемой
панелью, методом возрастания проводимости. При
помощи данного блока солнечная энергия предается в
нагрузку или запасается в аккумуляторах. Силовая часть
блока построена по схеме обратноходового широтно-
импульсного преобразователя.
Блок «
Battery
» реализует общую параметризованную
динамическую модель, представляющую наиболее
популярные типы аккумуляторных батарей
В
частности, в исследуемой энергосистеме установлена
свинцово-кислотная
аккумуляторная
батарея
номинальным напряжением 24 В, емкостью 100Ач и
внутренним сопротивлением 2.4 мОм. Вычисление
выходного напряжения
V
осуществляется согласно
выражению (1):
