Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43049
Назва: Розробка контролера заряду для фотоелектричної системи
Інші назви: Development of a charge controller for a photovoltaic system
Автори: Волошин, Руслан Володимирович
Voloshyn, Ruslan
Бібліографічний опис: Волошин Р. В. Розробка контролера заряду для фотоелектричної системи: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / Р. В. Волошин. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 67 с.
Дата публікації: гру-2023
Дата внесення: 23-гру-2023
Видавництво: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Коваль, Вадим Петрович
Koval, Vadym
УДК: 621.3
Теми: 141
електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
контроллер заряду
фотоелектрична система
li-іонний акумулятор
charge controller
photovoltaic system
li-ion battery
Кількість сторінок: 67
Короткий огляд (реферат): Розглянуто та проаналізовано особливості роботи контролера заряду і понижуючого перетворювача. Проведено аналіз результатів розробок інших авторів за темою кваліфікаційної роботи. Встановлено основні переваги та недоліки. Розглянуто базову схему контролера заряду для фотоелектричної системи на основі LTC4015 та проведено аналіз елементної бази та визначено роль кожного із елементів схеми. В результаті спроектовано контролер заряду літій-іонного акумулятора з використанням інтегральної схеми LTC4015. Проведено імітаційне моделювання трьох пристроїв: сонячної батареї, літій-іонного акумулятора та LTC4015, який є контролером заряду з топологією підвищувального перетворювача. На основі результатів експериментальних досліджень характеристик сонячної батареї та li-іонного акумулятора встановлено відповідність теоретичним даним до отриманих практично.
The features of the charge controller and step-down converter are considered and analysed. The results of the developments of other authors on the topic of qualification work are analysed. The main advantages and disadvantages are identified. The basic circuit of the charge controller for the photovoltaic system based on LTC4015 is considered, the element base is analysed and the role of each element of the circuit is determined. As a result, a charge controller for a lithium-ion battery using the LTC4015 integrated circuit has been designed. Simulation modelling of three devices was carried out: a solar battery, a lithium-ion battery, and the LTC4015, which is a charge controller with a step-up converter topology. On the basis of the results of experimental studies of the characteristics of the solar cell and lithium-ion battery, the correspondence of theoretical data to the practical ones is established.
Опис: Розглянуто та проаналізовано особливості роботи контролера заряду і понижуючого перетворювача. Проведено аналіз результатів розробок інших авторів за темою кваліфікаційної роботи. Встановлено основні переваги та недоліки. Розглянуто базову схему контролера заряду для фотоелектричної системи на основі LTC4015 та проведено аналіз елементної бази та визначено роль кожного із елементів схеми. В результаті спроектовано контролер заряду літій-іонного акумулятора з використанням інтегральної схеми LTC4015. Спроектовано схему зарядного пристрою та розроблено топологію печатної плати. В результаті отримано gerber–файли обох сторін печатної плати та розмітки отворів. Проаналізовано алгоритм роботи LTC4015 та зарядки літій-іонних акумуляторів, який наведено у технічній документації до даної ІС. Проведено імітаційне моделювання трьох пристроїв: сонячної батареї, літій-іонного акумулятора та LTC4015, який є контролером заряду з топологією підвищувального перетворювача.
Зміст: ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Сонячні фотоелементи 8 1.2 Опис контролера заряду і buck-перетворювача 9 1.3 Літій-іонні акумулятори 11 1.4 Результати попередніх розробок 13 1.5 Аналіз процесу розробки зарядного пристрою 14 1.6 Висновки до розділу 15 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 14 2.1 Базова схема зарядного пристрою. Вибір компонентів 16 2.2 Проектування друкованої плати 19 2.3 Опис програмного забезпечення 24 2.3.1 Інтерфейс I2C 24 2.3.2 Програмне забезпечення. Допоміжні функції 27 2.3.3 Програмне забезпечення. Основні функції 30 2.3.4 Алгоритм роботи зарядного пристрою 34 2.3.5 Алгоритм зарядки літій-іонних акумуляторів 36 2.4 Висновки до розділу 36 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 38 3.1 Модель сонячної панелі для LTSpice 38 3.2 Модель літій-іонного акумулятора для LTSpice 39 3.3 Модель LTC4020 для LTSpice 40 3.3.1 Базова схема 40 3.3.2 Розрахунок мінімальної та максимальної напруги 41 3.3.3 Вибір максимальної напруги батареї 42 3.3.4 Вибір котушки індуктивності 43 3.4 Аналіз результатів моделювання 43 3.4.1 Результати моделювання сонячної панелі за допомогою LTSpice 43 3.4.2 Результати моделювання Li-ion батареї за допомогою LTSpice 46 3.4.3 Результати моделювання LTC4020 з літій-іонним елементом 47 3.5 Результати вимірювань 49 3.6 Висновки до розділу 54 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 56 4.1 Фізичні основи електробезпеки 56 4.2 Допомога при ураженні електричним струмом в електроустановках напругою до 1000 В 57 4.3 Запобігання виникненню та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій техногенного і природного походження на об’єктах електроенергетики 59 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 63 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 64
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43049
Власник авторського права: © Волошин Р.В., 2023
Перелік літератури: 1. Волошин Р. В. Відновлювальні джерела енергії як шлях для надійного електропостачання // А. С. Беднаровський; Р. В. Волошин; О. Р. Фарина; О. Р. Джигринюк / Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 6-7 грудня 2023) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2023. – С. 164.
2. Коваль В. П. Суміщене електропостачання від поновлювальних джерел енергії / Вадим Коваль // Матеріали Ⅳ Міжнародної науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій― присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця, 20-21 червня 2019 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2019. — С. 294.
3. Vadym Koval, Bogdan Orobchuk, Nataliia Kuzemko, Gao Lijin. Measuring device for photovoltaic modules electrical characteristics testing // Proceedings of the International Conference „Advanced applied energy and information technologies 2021‖, 2021
4. Коваль В. П. Автоматизована вимірювальна установка для дослідження електричних характеристик фотоелектричних модулів/ В. П. Коваль, Б.Я. Оробчук, Л.М. Костик, Я.М.Осадца// Вісник Хмельницького національного університету. – 2022. – № 5. – С. 168-173.
5. Nitta, Naoki, et al. "Li-ion battery materials: present and future." Materials today 18.5 (2015): 252-264.
6. Liu, Chaofeng, Zachary G. Neale, and Guozhong Cao. "Understanding electrochemical potentials of cathode materials in rechargeable batteries." Materials Today 19.2 (2016): 109-123.
7. Ye, Zhihao, et al. "A universal protection controller for Li-ion battery charger." 2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. IEEE, 2010.
8. Pellegrino, Gianmario, Eric Armando, and Paolo Guglielmi. "An integral battery charger with power factor correction for electric scooter." IEEE transactions on power electronics 25.3 (2009): 751-759.
9. Ha, Thanh Tien, et al. "A buck DC-DC converter using automatic PFM/PWM mode change for high-efficiency Li-Ion battery charger." 2014 International SoC Design Conference (ISOCC). IEEE, 2014.
10. NowshadAmin, Lam Zi Yi, and Kamaruzzaman Sopian. "Microcontroller Based Smart Charge Controller For Stand-Alone Solar Photovoltaic Power Systems." Procs. of IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2009.
11. Multichemistry Buck Battery Charger Controller with Digital Telemetry System. LTC4015. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/datasheets/4015fb.pdf
12. I2C-bus specification and user manual. https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf
13. Герега С. Збільшення ефективності використання сонячних панелей / Степан Герега, Вадим Коваль, Ярослав Філюк // Матеріали Ⅲ Всеукраїнської науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки і приладобудування―, 8-9 червня 2017 року. — Т. : ТНТУ, 2017. — С. 202.
14. Gonzalez-Castellanos, Alvaro Jose, David Pozo, and Aldo Bischi. "Non ideal linear operation model for li-ion batteries." IEEE Transactions on Power Systems 35.1 (2019): 672-682.
15. Cubas, Javier, Santiago Pindado, and Carlos De Manuel. "Explicit expressions for solar panel equivalent circuit parameters based on analytical formulation and the Lambert W-function." Energies 7.7 (2014): 4098-4115.
16. Коваль В. П. Енергетична ефективність систем позиціонування плоских сонячних панелей / В. П. Коваль, Р. Р. Івасечко, К. М. Козак // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. – 2015. – № 3. – С. 2-10.
17. Коваль В. Залежність енергоефективності сонячних елементів від експлуатаційних факторів / В. Коваль // Збірник тез доповідей ⅩⅦ наукової конференції ТНТУ ім. Івана Пулюя, 20-21 листопада 2013 року. — Т. : ТНТУ, 2013. — Том Ⅰ : Природничі науки та інформаційні технології. — С. 53.
18. Іме А.Н. Підвищення ефективності сонячних панелей шляхом використання водяного охолодження/Аях Нсікак Іме, В.П. Коваль//Збірник тез доповідей ІX Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій ―, 25-26 листопада 2020 року.—Т.: ТНТУ, 2020.—Том 2.—С. 80–81.
19. Trinasolar. https://www.trinasolar.com/us/product/residential
20. Battery Space, https://www.batteryspace.com
21. Sandeep, M., and Akula Deepika. "Charging algorithms of lithium-ion batteries: an overview." international conference on innovative research in. Rfi, 2019.
22. Bohdan Orobchuk, Ivan Sysak, Oleh Buniak, Serhii Babiuk, Vadym Koval (2023) Development of the reactive power compensation laboratory bench and its integration into the training simulator of dispatch control system. The 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2023 (ITTAP 2023).
23. Vadym Koval, Serhii Martsenko, Myroslav Zin (2023). Designing and Implementing Intelligent Lighting Control System. The 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023). Ternopil, Ukraine, June 14-16, Vol. 3468, Pages 241-249.
24. Купчик М.П., Гандзюк М.П , Степанець І Ф, Вендичанський В.Н., Литвиненко А.М., Іваненко. О. В. Основи охорони праці. - К.: Основа, 2000. - 416 с.
25. В. Ц. Жидецький, В. С. Джигирей, О. В. Мельников. Основи охорони праці. — Вид. 2-е, стериотипне. — Львів: Афіша, 2000. — 348 с.
26. Стеблюк М.І. Цивільна оборона та цивільний захист: Підручник. – 2-ге вид., перероб. Затверджено МОН / М.І. Стеблюк.– К., 2010. – 487 с.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Avtorska_Волошин Р.В..docАвторська довідка_Волошин Р.В.80,5 kBMicrosoft WordПереглянути/відкрити
Волошин Р.В._робота.pdfКваліфікаційна робота м агістра_Волошин Р.В.2,88 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора