太陽光電能發電系統 太陽能電動車的發展概況 班級：四電四Ａ 組別：第二十組 指導教授：陳信助 組員：葉信助 4950J049 張高軒 4950N011
目錄 太陽能概論 太陽能車起緣 光電系統 ＭＰＰＴ 馬達系統 監控系統 8051單晶片控制太陽能車及其它 參考文獻
太陽能概論 太陽能的應用分為: 矽(silicon)區分為: 1.熱能的太陽能熱水器 2.光直接轉換電的太陽能光電池(Solar cell) 簡稱為太陽能電池 矽(silicon)區分為: 太陽能光發電工程應用板材 單結晶矽 多結晶矽 非結晶矽 非晶效率太低 產品壽命也太短 原因 效率最高
起緣 1973年的石油危機，澳洲Hans Tholstrup (漢斯托爾斯楚普)則開始思考使用最少汽油而能達到最遠行駛距離，而不是最快行駛速度。 1982年，在英國石油(BP)公司贊助下，Tholstrup 完成世界上第一部太陽能車—Quiet Achiever(安靜的進取者 ) 開發，以20天時間完成由柏斯，澳洲至悉尼全程4052公里之冒險創舉。雖然平均時速僅23公里，開啟往後的世界知名汽車公司、大學、及獨立研究機構投入太陽能車研發。
太陽能車構造 太陽能電池模組 蓄電池 電子控制模組 雙A臂暨前懸吊 拖曳臂後懸吊及動力輪
太陽能車架構 目前太陽能車隊常用的車體結構多為底盤式或桁架式 底盤式 桁架式
太陽能車實照圖 底盤式 桁架式
光電系統 太陽能車所使用太陽電池材料從地面等級的單、多結晶矽(mono- andpoly-silicon)到太空等級的砷化鎵 光電轉換效率由14%至30%不等 砷化鎵太陽能電池 鋰離子蓄電池組 價格昂貴但可大幅減輕車重 相對地可減少能耗
太陽能電池原理 晶片未受光情況 晶片受光過程中 正電荷往P型區移動 負電荷往N型區移動 晶片受光後 正電荷從P型正電極流出正電
太陽能電池應用方法 採用最大功率追蹤(maximum power point tracking，簡稱MPPT)方法 目的是使電壓與電流為非線性關係的太陽能板能在不同日照強度找到最佳工作點 最大功率追蹤36% 最大功率追蹤將近100% (不計電路損失)
太陽能電池充電調節 充放電的調節中，電壓、電流均要納入考量並配合最大功率追蹤方法可獲得更多能源傳至充電電池儲存。
各種最大功率點追蹤法(MPPT)之比較 最大功率點追蹤法 優點 缺點 電壓迴授法 最簡單的最大功率追蹤法 大氣條件改變時，系統無法自動追蹤太陽光電池的最大功率點 功率迴授法 1.可減少能量耗損 2.提升效率 1.複雜 2.較多運算過程 擾動觀察法 結構簡單，量測參數少 在最大功率點附近，會在其左右震盪造成能量耗損，尤其在大氣變化緩慢時情況更嚴重。 三點權位比較法 1.降低傳統觀察法的不明干擾 2.可減少判斷錯誤所造成的功率損失 1.運算時間比傳統觀察法長。 2.日照量快速變化下無法達 到最大功率點。 增量電導法 1.減少在(Pmax)點附近的震盪 2.可適應大氣條件 感測器無法達到非常精密量測時，誤差是不可避免。 直線近似法 簡單且有一定準確度 太陽光電池及元件老化，此方法可能會失去原有的準度。 實際量測法 可避免陽光電池及元件老化而失去準確度 1.對小功率的系統不合成本。 2.對大功率系統必須陰影覆蓋太陽能模組。
系統MPPT模組
監控系統 主要是用來監控MPPT電壓電流、太陽能車的車速、馬達所輸入的電壓電流等數據，之後顯示在繪圖型的液晶顯示器上。
MPPT電壓、電流、馬達方塊圖
繪圖型LCD液晶顯示器 左圖液晶顯示器所顯示四個區塊 右圖LCD實體圖
8051單晶片控制太陽能車 太陽能板 太陽能車成品圖 電路元件配置方式 太陽底下曬4個小時約可以提供30分鐘的電力，曬16 個小時可以提供2小時的電力，曬16 個小時約可達到飽和。 電路元件配置方式
其他太陽能車種
其他太陽能車種 高雄應用科大太陽能車 日本鈴鹿的太陽能車 南台科大太陽能車 德國參賽的太陽能車 世界上最小巧的太陽能車
參考文獻 太陽能車電控系統-陳詠仁全國-碩博士論文 太陽能車競賽 太陽能模型車DIY-新聞 太陽能車裝備介紹 影片介紹太陽能車運作原理-艾和昌-國立高雄應用科技大學應用工程科學研究所 利用8051單晶片概論來驅動太陽能電動車-論文 太陽能車競賽 義大利學生開發新型太陽能車探索新能源