太阳能光伏逆变电源的设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告电气工程及其自动化太阳能光伏逆变电源的设计一、课题研究意义及现状1839年首次发现光伏（PV）效应，爱因斯坦在1904年对其做出了理论解释，并很快得到实验证实。太阳能电池巨大的潜在用途刺激了各国研究机构和公司争相开展光伏效应及其应用技术的研究开发工作，首先是在空间技术中的应用，各种材料的太阳能电池相继问世。1970年代，出现了针对地面商用的太阳能电池和系统的公司。1983年世界光伏组件产量达21.3MW，光伏产业显露雏形。1990年以后，在能源危机和全球气候变暖的压力下，可再生能源越来越受到关注，

2、德、美、日等国政府相继提出了光伏发电的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”等，在政府的政策法规和行动计划推动下，全球光伏产业以一个朝阳产业的面貌高速成长。2009年全球新增设备发电容量达6.4GW，累计总容量达20GW。依照EPIA的温和的政策驱动方案，2010年全球光伏市场的增长量将达40%至60%之间，即新增安装量为8.2GW到12.7GW。在EPIA持续的政策驱动方案指导下，预计光伏市场的总安装量将在2014年达到30GW。据国际能源署预测，太阳能光伏发电将逐步发展成为未来能源的主体。进入21世纪，解决能源危机

3、问题已经刻不容缓。而随着太阳能电池技术水平的提高，光电转换效率的提升，多晶硅原料消耗降低，生产规模扩大，光伏发电成本将不断下降；特别是太阳能电池薄膜技术的突破，光伏系统的制造能耗和发电成本将大幅度下降。预测2020年前后，民用光伏系统的电价就可与常规能源的电价相持平。太阳能光伏发电技术具有其他能源不可比拟的优势：是真正的无污染排放，不破坏环境的可持续发展的绿色能源；能量具有广泛性，不受地域限制；无机械转动部件，运行可靠，故障率低；维护简单，可无人值守；无需架设输电线路，可以方便地与建筑物结合。本课题设计的独立光伏

4、发电系统，它可以应用在很多地方。如供边远地区，如高原，海岛，边防哨所等军民生活用电；路灯，交通指示灯，太阳能无人值守微波中继站，海洋监测设备，太空卫星供电等；也可以与建筑结合，使未来的大型建筑实现电力自给自足。随着人类的发展并网光伏应该是必然发展的趋势，因为省去蓄电池后光伏发电系统的造价会大幅度降低，也可以跟广泛的应用。二、课题研究的主要内容和预期目标本课题要求设计一个简易的太阳能光伏电源模拟系统，系统主要包括太阳能电池阵列、BOOST变换器、负载、蓄电池及控制电路等，通过优化配置，实现提高太阳能的转换效率。基本

5、要求：1.日照强时，太阳能电池阵列输出电能给负载供电，多余电能通过双向变换器给蓄电池储存。2.日照弱时，由太阳能电池和蓄电池共同给负载供电。3.当有日照，太阳能电池阵列输出功率大于零且负载断开时，太阳能电池输出电能经BOOST变换器和双向变换器后给蓄电池充电以储存能量。4.蓄电池放电过低或充电超过过充电压可强行控制关断，以保护蓄电池不被损坏。5.系统稳定抗干扰。三、课题研究的方法及措施本课题将设计独立太阳能光伏发电系统。主要有太阳能电池列阵，蓄电池组，控制器和逆变器四部分组成。（1）太阳能电池列阵。一般采用多晶硅

6、太阳能电池进行串联以形成12V和24V的各种类型组件。也可根据用户要求自由组合。（2）蓄电池组。光伏系统的储能设备，保证光照不足时负载可以正常工作。（3）控制器。光伏发电系统的核心部件之一，主要用于实现整套系统充、放电管理。（4）逆变器。使光伏系统发出的直流电转成交流电。经过比较，本设计采用boost升压电路，来提高逆变器的转换效率；主电路采用单相全桥逆变电路，通过单片机硬件产生PWM波控制逆变电路，在通过滤波电路得到220V/50Hz交流输出。本设计还有具有电流检测，过流保护，欠压保护等提高光伏系统安全的设计。

7、系统设计原理示意图如下：太阳能光伏列阵BOOST升压电路逆变电路隔离变压器控制器MCU波形控制电路交/直流负载蓄电池电路总体框图四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年10月15至2011年4月20日。2010年10月15日至2010年11月10日:确定课题，明确任务，查找资料，和导师沟通并确定总体设计方案；2010年11月10日至2010年11月20日:写文献综述，外文翻译2010年11月20日至2010年12月4日：完成开题报告，准备开题答辩2010年12月4日至2010年12月30日：确定电路设计布局

8、和元器件的选择；2011年1月4日至2011年1月20日：完成电路焊接成型和测试；2011年3月1日至2011年4月20日：撰写毕业论文，做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。五、参考文献[1].马潮．AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M]．北京：北航出版社，2007，10．[2]刘凤君．现代逆变技术及应用[M]．北京：电子工业出版社，2006，