太陽能動力無人飛機之電源管理研究

Translated title of the thesis: Power Management on Solar Powered Unmanned Aircraft
  • 陳 建銘

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文的目的為應用太陽能電池發電作為無人飛行載具之電力來源。其主要的原理是利用升壓轉換器(Boost Converter),將太陽能板輸出固定電壓轉換成定電壓輸出,用以驅動無人飛機上之負載:包括Arduino控制板、電壓電流檢測模組、鋰聚電池及馬達。將太陽能板所提供的非固定電壓,轉換成各控制模組及飛機飛行馬達及鋰聚電池維持運轉所需之電壓值。 本研究選用6塊太陽能板面積各為156x156 mm2,以電子負載機於定?率量測下,手動調整電子負載機增加其負載?率值;測得當時照度下之太陽能板可產生之最大?率值並記錄之。再以Arduino單片機根據電壓及電流感測器回授經由擾動觀察法及增量電導法之程式計算,配合所製作之升壓電路進行PWM(Pulsed width Modulation)控制及最大?率追?及記錄回傳的值於記憶卡模組內。經實驗可知太陽能板可有效地發電並供給下游負載正常運作,前述兩種方法所得之MPPT(Max Power Point Tracking)效率分別為99 6%及99 9%。雖然已能提供定電壓輸出,但由於太陽能板的輸出電池受電池材料、太陽日照條件與環境溫度所影響。因此吾人必須將所設計的太陽能系統作適當改進後,以鋰聚電池作為主電源,太陽能為輔助電源。如此才可穩定供應於下端負載。本論文將在最後討論有些未如預期實驗結果的原因,並探求未來可以改進的方向。
Date of Award2015 Jan 16
Original languageChinese
SupervisorWei-Hsiang Lai (Supervisor)

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