指導教授：黃秉鈞臺灣大學：機械工程學研究所許伯堅Hsu, Po-ChienPo-ChienHsu2014-11-292018-06-282014-11-292018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263279本研究旨在探討隔離混合型太陽光發電系統最佳化設計，並以實作去驗證模擬結果及證明系統的實用性。隔離混合型太陽光發電系統乃本研究所創新設計的系統概念，採太陽能模式或市電模式獨立對負載供電，首先建立系統模型，再以長程模擬得知採Fuzzy控制的供電切換控制具有最佳系統性能。針對不同的地區及負載，以模擬結果討論出系統太陽能板及蓄電池的最佳設計值，並以此最佳值實際架設一套隔離混合型太陽光發電系統，經長期實驗數據證明，採用nMPPO技術及隔離切換供電的隔離混合型太陽光發電系統，具有高發電效率、供電穩定及高經濟效益。This study is aimed to discuss the isolated-hybrid solar PV system optimal design, verifying the simulation results by implementation and prove the system practicality. Isolated-hybrid solar PV system is an innovative design that is powered by solar mode or grid mode. First derive the system''s models and then by long-term simulation find out when using Fuzzy control in power switching control could have the best performance. For different reigns and loads, we obtain the optimal installed capacity of PV and battery with the simulation results and set up an isolated-hybrid solar PV system with the optimal design. The long-term experimental data show that the solar PV system with nMPPO technique and isolated switching power supply have a high power generation efficiency, stable power supply and high economic efficiency.目 錄 中文摘要 i 英文摘要 ii 目錄 iii 圖目錄 vii 表目錄 xii 符號說明 xv 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 儲能型太陽光發電系統 2 1.2.1 獨立型 2 1.2.2 併網型 4 1.2.3 隔離混合型 6 1.2.4 鋰電池 7 1.3 文獻回顧 9 1.4 研究內容 11 1.5 論文章節說明 13 第二章 HyPV系統分析模型 14 2.1 傾斜面輻射量模型 15 2.1.1 太陽相對位置 15 2.1.2 大氣層外單位水平面上的太陽輻射量 17 2.1.3 水平面逐時全天空日射量 19 2.1.4 每小時傾斜面輻射量模型 23 2.2 太陽能板發電量模型 26 2.2.1 太陽能板發電特性 26 2.2.2 溫度影響發電量 27 2.2.3 老化影響發電量 31 2.2.4 太陽能板最大功率發電量模型 31 2.3 逆變器模型 33 2.4 負載模型 33 2.5 HyPV供電切換控制 36 2.5.1 臨界充電量SB為固定值的切換控制 40 2.5.2 臨界充電量SB為Fuzzy的切換控制 40 2.6 系統能量平衡模型 47 2.7 經濟效益分析模型 49 2.7.1 電價模型 49 2.7.2 經濟效益分析模型 58 第三章 HyPV系統性能模擬 60 3.1 系統模擬程式介面 60 3.2 匯入資料 61 3.3 模擬結果 64 3.4 模擬流程 65 3.5 操作與範例 67 3.6 模擬軟體驗證 70 3.6.1系統模擬條件設定 70 3.6.2驗證系統架設 71 3.6.3模擬結果與實驗數據分析 73 第四章 HyPV長程性能模擬與最佳系統設計分析 84 4.1 供電切換控制模式對系統性能影響的探討 84 4.1.1系統模擬條件設定 85 4.1.2 供電切換控制對系統性能影響模擬結果分析 86 4.2 輻射量和發電量關係探討 88 4.2.1模擬條件設定 88 4.2.2 模擬結果與討論 89 4.3長程性能模擬 92 4.3.1 系統特徵參數定義 93 4.3.2 模擬條件設定 94 4.3.3 長程性能模擬結果 96 4.4 長程性能模擬結果分析 107 4.4.1 台北地區，負載A 107 4.4.2 台北地區，負載B 112 4.4.3 台北地區，負載C 114 4.4.4 台北地區，負載D 116 4.4.5 台北地區，負載E 118 4.4.6 台中地區 121 4.4.7 台南地區 122 4.5 HyPV設計範例 123 第五章 HyPV系統建置及性能測試 124 5.1 HyPV系統設計與建置 124 5.1.1 太陽能控制器 125 5.1.2 蓄電池 133 5.1.3 太陽能板 134 5.1.4 獨立型逆變器 137 5.1.5 電腦監測系統 138 5.1.6 系統建置 139 5.2 長程實驗結果分析 141 5.2.1 最佳化設計影響發電效率 143 5.2.2 SB影響切電切換次數 145 5.2.3 負載與環境溫度的關係 146 5.2.4充電控制分析 155 5.2.5 臨界充電量 156 5.2.6 逆變器直流供電及切換次數分析 159 第六章 討論與結論 160 6.1 討論 160 6.2 結論 162 6.3 未來願景 164 參考文獻 165 附錄A 台中地區長程模擬結果 170 附錄B 台南地區長程模擬結果 18811971198 bytesapplication/pdf論文公開時間：2017/08/21論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)太陽光發電系統混合併網型模糊控制充放電控制供電切換控制thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263279/1/ntu-103-D97522018-1.pdf