毕业论文 太阳能光伏并网系统的优化设计

《毕业论文 太阳能光伏并网系统的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太阳能光伏并网系统的优化设计摘要：太阳能既“取之不竭”又“安全环保”，所以太阳能发电被誉为是最理想的能源。本文详细介绍了太阳能发电的背景、目的、应用和前景以及它的构成及工作原理，并应用目前国外常用计算方法对斜面上太阳辐照量以及光伏方阵发电量进行计算，以确定光伏方阵及系统的规模，使之设计最优化。关键词：太阳能光伏发电系统太阳能电池数据通信引言现有能源主要有火电、水电和核电三种。　　火电需要燃烧石油、煤等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据专家估计，石油可供开采的年限只有40年。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶

2、化地球环境。　　水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受到季节等因素的影响。核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是非常可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。相对于上述三种能源，太阳能这一新型能源既“取之不竭”又“安全环保”。照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是最理想的能源。一、太阳能光伏发电系统工作

3、原理及组成太阳能光伏发电是利用太阳能电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之变为电能的直接发电方式。太阳能光伏发电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于还有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器，将直流电转换成交流电。太阳能电池发电系统由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流－交流逆变器等部分组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。5图1太阳能电池发

4、电系统示意图1．太阳能电池方阵太阳能电池单体是用于光电转换的最小单元。将太阳能电池单体进行串联、并联并封装后，就成为太阳能电池组件，是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串联、并联并装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，它可以满足负载所要求的输出功率。2．硅太阳能电池常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池，主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅三种。单晶硅太阳能电池变换效率最高，已达20％以上，性能稳定，但使用的单晶硅材料和半导体工业所用材料具有相同的品质，所以材料成本比较昂贵。多晶硅太阳能电池效率比单晶硅太阳能电池稍低，大约为13％～14％左右，但多晶硅太阳能电池可用铸造方

5、法生产，所以成本比单晶硅太阳能电池低。非晶硅太阳能电池属于薄膜电池，价格最便宜，但光电转换效率最低，大约为7％～8％左右，稳定性也不如晶体硅太阳能电池，目前多用于弱光性电源，如手表、计算器等电池。3．太阳能电池组件太阳能电池组件是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。一个太阳能电池单体只能产生大约0.45～0.50V的电压，所以需要把太阳能电池连接成组件。一个组件上，太阳能电池的标准数量是36个或40个，因此，一个太阳能电池组件大约能产生16V的电压，它正好能

6、为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效的充电。5二、太阳能光伏发电系统的分类光伏系统按供电方式大致可分为独立系统、混合系统和并网系统三大类。1．独立发电系统独立光伏发电系统是指与电力系统不发生任何关系的闭合系统。它通常用做便携式设备的电源，向远离现有电网的地区或设备供电，以及用于任何不想与电网发生联系的供电场合。图2独立发电系统2．混合发电系统这种太阳能光伏系统中不单是使用太阳能电池方阵，还使用了各种发电技术，如燃油发电机、风力发电等。使用混合供电系统的目的是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。比如，独立光伏系统的优点是维护少，缺点是能量输出依赖于天气，不稳定。综

7、合使用柴油发电机和太阳能电池组件的混合供电系统与单一能源的独立系统相比所提供的能源对天气依赖性小；负载匹配更佳。但是混合系统控制较复杂；设计、安装和施工工程较大；需要更多的维护工作；有噪音和污染。图3混合发电系统3．并网发电系统太阳能并网发电系统是利用太阳能电池方阵，在白天有光照时产生的直流电通过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后直接接入公共电网，产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或晚上，太阳能电池组件没有产生电能不能满足负载需求时则由电网供电。这种系统直接将电能输入电网