太阳能发电家用系统的研究

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1、......研究生课程论文《太阳能发电家用系统的研究》课程名称新能源发电技术姓名杨炳勇　　　学号1201401006　　专业电气工程（工程硕士）任课教师旷建军　开课时间2012-2013学年下学期教师评阅意见：论文成绩评阅日期提交时间2013年09月01日学习好帮手......1绪论在地球环境污染和能源形势的变化日趋严峻的背景下，太阳能作为绿色能源越来越受到世界各国的重视。光伏发电是太阳能利用的主要形式，具有广阔的发展前景。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的

2、补充能源向替代能源过渡。本文综述了太阳能发电系统研究的发展概况、研究动态及应用前景。并对家用太阳能发电系统做了一系列的研制。1.1太阳能光伏发电应用的现状及本课题的研究意义太阳能的转换利用方式有光—化学转换、光—电转换和光—热转换等三种方式。光化学利用主要指太阳能光合作用、太阳能化学储存、太阳能催化光解水制氢、太阳能光电化学转换等方面的新技术,其中令人看好的太阳能制氢技术将可能是促进人类大规模利用太阳能的关键技术之一。太阳能热发电随着技术的发展,成本逐渐降低,变得越来越可行。热利用的主要形式是太阳能

3、热水器、太阳能建筑以及太阳能热发电。太阳能热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术产品。光一电转换是利用光生伏打效应原理制成光伏电池，将光能直接转换成电能加以利用。“光伏发电”是将太阳光的光能直接转换为电能的一种发电形式[3]。1.1.1国外光伏发电技术的现状近几年来，全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近40%，2004年全世界生产总量高达1000MW。本世纪以来，一些发达国家纷纷制定了包括太阳能电池在内的可再生能源发展计划。太阳能电池的研究和生产在亚洲、美洲、欧洲大规模展开。日本和

4、美国为争夺世界光伏市场的霸主地位，争相出台太阳能技术的研究开发计划，如到2010年，日本计划累计安装5000MW(NEDC)日本新阳光计划；美国计划累积安装4600MW(含百万屋顶计划)。发展中国家印度处于领先地位，目前累计装机容量约40MW。光伏发电产业的年销售额将从2004年的70亿美元增加到2010年的300亿美元。[1]1.2.2国内光伏发电技术的现状从20世纪90年代起，国内光伏发电市场平稳发展，年增长速度在20%左右，其产业的发展己初具规模，已广泛应用到我们生活的多个方面，如通讯、交通、

5、公共设施(如路灯照明）、家庭生活用电等领域。进人21世纪，国内光伏发电市场呈学习好帮手......现加速发展趋势，我国政府目前正在制订《新能源和可再生能源发展规划》，将出台一系列扶持光伏发电发展的优惠政策。太阳能是洁净无污染的巨大能源，最大限度地开发利用太阳能。将是人类新能源利用方面的科技发展方向。我国2003〜2009年在农村电网建设中每年安装70兆瓦光伏发电系统，2010〜2020年将普及推广应用每年平均安装100兆瓦光伏发电系。[2]1.2.3项目研究开发的目的和意义目前太阳能热水器家喻户晓，

6、虽然太阳能光伏发电在家用电器中已经有所应用，但是还远远没有达到要求，所以对家用太阳能发电系统的研究，是非常必要的。本项目研究开发的目的和意义就是探索一条太阳能光伏发电在家用电器应用的新路，发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在偏远地区推广使用家用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。为今后太阳能发电并网的普及铺好路打好基础。1.2.4项目研究开发的目的和意义本项目以家用电器为对象，研究开发家用太阳能发电的相关技术问题。系统框图如图1.1所示图1.1家用太阳能发电系统框图工作原理为

7、：在白天光照条件下，主控CPU电路检测到太阳能电池有正常输出，控制DC/DC变换器，跟踪最大功率，并开启充电控制电路，给蓄电池充电，同时通过DC/AC逆变器变换为交流电，经由切换控制电路为家用电器提供电源。天黑后，太阳能电池停止工作，此时主控CPU电路检测到太阳能电池无输出，由蓄电池经DC/AC逆变器给家用电器供电。在系统检修或蓄电池电压不能达到要求电压时，通过切换控制电路换接到原供电线路学习好帮手......2光伏电池的工作原理光伏电池是利用半导体材料的电子特性把光能直接转换成电能的一种固态器件。

8、它的种类很多，大致可分为硅光伏电池、化合物半导体光伏电池。其中硅光伏电池包括单晶硅、多晶硅、非晶硅电池；化合物半导体光伏电池包括砷化镓光伏电池等。目前大规模使用的主要是单晶硅和多晶硅电池。2.1.1光伏电池的光伏效应当适当波长的光照到半导体系统上时，系统吸收光能后两端产生电动势，这种现象称为光伏效应。例如，当光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子-电子和空穴。由于P-N结