光伏发电开题报告--一种聚光式光伏发电装置及其控制器的设计

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1、南通大学电气工程学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名xxxx学号xxxxx专业电气工程及自动化课题名称一种聚光式光伏发电装置及其控制器的设计阅读文献情况国内文献15篇开题日期2013年3月23日国外文献5篇开题地点11#708一．文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）1.课题研究的背景：能源是人类赖以生存与发展的主要物质基础之一，当今社会发展与经济繁荣主要得益于常规化石燃料能源（如石油、煤、天然气、铀等）的广泛应用。然而随着经济的发展和社会的进步，能源的

2、需求日益增长，常规能源越来越供不应求，人类将不得不面临无能源可用的能源短缺危机[1]。由能源短缺引发的问题也越来越突显，现代化发展将由于能源中断而在世界范围内出现经济危机，剧烈的矛盾将也应运而生，现代经济可能也随之土崩瓦解。由于能源紧缺问题而引发的战争，在上世纪里常有爆发，比如，在中东有着世界上最大的石油产区，因石油危机常引发几次惨烈的战争[2]。如果新能源不能广泛投入应用，这些由于危机而引发的战争在将来还会出现，甚至因为危机的深化而更加剧烈。环境污染的加剧也导致了很多新的社会问题的出现。经贸的全球化

3、，废物垃圾越境转移问题表现突出，环境污染呈现国际化的新趋势。大量化石燃料能源的使用，是环境污染和生态环境破坏的主要原因。在常规化石燃料能源使用过程中，产生了大量的CO2、SO2和烟尘等有害物，造成了“温室效应”及大范围的酸雨，使得全球的极地和高山上的冰川积雪融化，海平面上升，大量的森林遭到破坏，建筑被腐蚀，人类的身体健康和生存发展受到严重威胁[3]。在这种形势下，只有加紧开发新能源，才能根本解决能源紧缺与经济发展的矛盾以及资源环境的破坏与人类持续发展的矛盾[4]。因此新能源的开发利用得到了前所未有的快

4、速发展，包括太阳能（光伏、光热和光化学）、风能、潮汐能、生物能、地热能等。在这些新能源中，太阳蕴含巨大的能量，而光伏发电即将太阳能转化为电能，开发利用太阳能已成为世界上许多国家可持续发展的重要战略决策。太阳能有其自身的特点和优势：（1）太阳的储量非常大，取之不尽，用之不竭。根据科学家计算，40分钟内辐射到地面上的能量足可以供给人类使用一年。太阳能每年辐射到地球的能量大约为全球人类年用电量的1.5万倍。（2）分布广泛。在地球上人类居住的地方都有充足的阳光，在边远地区太阳能显得特别重要。人烟稀少的地方，电

5、网遍布不到，或者没有燃气燃油供应时，太阳能可以发挥重大作用。（3）绿色，可再生。太阳能的使用无污染，不会对环境造成破坏。（4）建设简单，周期短，成本低。正因为太阳能有以上的特点和优势，作为一种新能源已经受到世界各国的极大重视。因而光伏发电有着非常广泛的应用前景，是人类实现可持续发展的重要途径[5]。2.课题研究现状和发展趋势作为二十一世纪能源研究的热点，太阳能的有效利用是解决环境和能源问题的主要途径之一。太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能转变为电能的一种技术。其核心元件就是太阳能电池。

6、太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统[6]。光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏系统可以独立运行，而并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统[7]。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜等设备组成[8]。由于光伏发电具有不可比拟的优势，在未来的几十年太阳能定会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生

7、能源在总能源结构中将占到30％以上，同时太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。在传统光伏发电系统中普遍采用的是固定方阵发电方式，即太阳能电池板的朝向是固定的。而太阳在一天中东出西落，一年之中春、夏、秋、冬位置不定，无法保证太阳光始终垂直照射在电池

8、板上。并且太阳辐射密度低，转换效率低，因此需要大面积的光伏电池，这无疑增加了光伏发电的成本[9]。这些问题都严重制约了光伏产业的发展。在这种情况下，人们提出了聚光光伏系统的概念，用成本较低的聚光器聚光，减少太阳能电池组件的面积,使太阳能电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下,提高单位面积太阳电池的输出功率,有效地解决了光伏发电成本居高不下的问题,在将来必定有着广阔的发展空间和很好的应用前景[10]。目前,非聚光型的光伏系统在光伏市场上还占据了主导地位，这主