34、混合能源系统模拟与智能徒步背包设计

混合能源系统模拟与智能徒步背包设计

混合能源系统模拟

在混合能源系统的模拟中，太阳能在为一个简单的 100W 负载持续供电 10 小时的混合能源模型里扮演着至关重要的角色。以下是对该系统各组件的详细分析：
- 太阳能板 ：总负载为 100W 运行 10 小时，即 100×10 = 1000Wh。而可用日照时长为 8 小时，所以太阳能板的功率为 1000÷8 = 125W，并且太阳能板采用串联/并联组合的方式。
- 充电控制器 ：根据功率公式 P = VI，对于 12V 的电压，充电电流 I = P÷V，即 100÷12 = 8.33A，市场上 10A 的充电控制器足以满足需求。
- 电池容量 ：电池的瓦时为 100×8 = 800Wh，电池容量为 800×4 = 3200Wh。理想的电池安培小时范围是 500Ah 12V，所需电池数量为 3200÷500 = 6.4，近似为 7 块电池。为了更安全起见，可使用 10 块 500Ah 的电池来储存能量。
- 逆变器 ：采用纯正弦波逆变器，其尺寸理想情况下应比负载大，因此 150W 的逆变器适合用于本次模拟。

在 MATLAB/Simulink 中使用 PV - 风力涡轮机系统框架对混合系统的运行进行模拟。太阳能辐照度和温度是影响光伏输出的因变量，它们会影响系统的电流和电压。转换器电路接收面板的功率输出，并将其转换为直流电源，然后输送到逆变器电路以产生正弦交流输出。风力涡轮机将风能的动能转换为旋转机械能，随后再转换为电能。混合系统的输出与电气负载相连，并保持一个稳定