太阳能光伏技术在温室大棚控制系统中应用

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1、太阳能光伏技术在温室大棚控制系统中应用　　【摘要】随着农业现代化进程的推进，绿色、环保、节能的农业生产模式越来越受到推崇，将太阳能光伏技术应用于温室大棚的控制系统不仅解决了温室大棚部分能源问题，同时又契合节能环保的现代农业生产理念。本文结合太阳能光伏技术特点，立足农业生产实践，阐述了在温室大棚控制系统中应用光伏技术的设计思路和方案，有利于进一步推进高效环保清洁的现代农业发展进程。【关键词】温室大棚；太阳能光伏技术；节能环保0.引言我国的光伏产业目前仍处在初级阶段，但近年来太阳能产业发展非常迅猛，特别是太阳能电池产品已

2、成功进入欧洲市场。太阳能光伏技术也越来越多的应用于各个行业，大到工业，农业，国防，通信等领域，小至家居生活，光伏技术无处不在。而农业生产中光伏技术的应用还相对较少，传统农业温室大棚的能源方式：一是供暖炉，二是电网电能。这已远远不能满足现代农业生产高效，环保节能的理念，因此将太阳能光伏技术引入温室大棚控制系统是发展现代农业推动农业科技创新的必由之路。1.太阳能光伏技术9目前太阳能发电主要有两种形式：一种是光热转换发电，二是光伏发电（PhotovoltaicGeneration，PV）。太阳能光伏发电是通过太阳能电池的福

3、特效应直接将光能转化为电能过程。优点是不需燃料，无污染，节能、安全、无噪音、容易获取。近年来，在太阳能有效利用中太阳能光伏发电式发展最快最具活力的一种。1.1太阳能光伏系统的应用领域及特点太阳能是一种环保清洁的能源，我国的太阳能资源非常丰富，多数地区平均日照射量在4kwh/m2以上，西藏地区可达7kwh/m2。我国的光伏技术应用还处于初级阶段，太阳能主要应用于太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电，太阳能卫星电池，太阳能路灯等。太阳能光伏系统的特点：优点：（1）普遍性：是指太阳能在地球上随处都有，没有地域限制且不用开

4、采运输。（2）环保性：是指太阳能无毒，无害，清洁、绿色、环保，对于环境污染日趋严重的中国，是一种宝贵的资源。（3）充裕性：太阳能每年到达地球的辐射量非常的充裕，相当于130亿万吨煤所产生的能量。9（4）长久性：科学家根据目前太阳产生的核能速率估算，太阳能的储量足够维持上百十亿年，地球的寿命也达几十亿年，对于地球人来讲太阳能的时间是长久的，无限期的。（5）前瞻性：对于愈来愈枯竭的地球能源，太阳能无疑是最具开发潜力的绿色环保能源之一，从能源开发的意义上来讲太阳能的开发更具有可持续性和前瞻性。缺点：（1）分布零散：太阳能在

5、地球表面每年的辐射量很大，但分布广，密度小，所以利用率低。（2）稳定性差：太阳能的强弱容易受天气因素及昼夜交替的影响，所以稳定性较差。（3）转换效率低，应用成本高：受材料和技术水平限制，多数太阳能产品转换率低，从而增加了其应用的成本，经济性一直是困扰太阳能普及的重要因素。1.2太阳能光伏系统性能与组成每个太阳能基片都是一个光电二极管，光伏发电是利用半导体材料的光伏效应，将太阳能转化为电能的一种形式。而第一个使用的单晶硅光伏电池（SolarCell），是美国人在1956年研制成功的，从此就有了光伏发电技术。太阳能光伏发

6、电系统分为独立（离网）太阳能光伏发电系统和并网太阳能发电系统。独立太阳能发电系统是由光伏电池板，控制器和电能存储部件及逆变器组成的发电与电能变换系统。而并网太阳能发电系统，除了上述组件外还必须有并网逆变器与国家电网并网。9（1）独立太阳能发电系统的系统如下图1示：（2）太阳能并网发电系统如图2所示：图2并网太阳能发电系统结构框图其中光伏电池板第一代产品是由硅片为基础的光电转换系统，为了提高太阳能电池光转换效率，降低光伏电池生产成本，相继出现了基于薄膜技术的第二代光伏电池产品，这种产品使用很薄的光电材料附着在非硅材料的

7、衬底上，降低了生产成本，适合于批量生产；进而第三代太阳能电池产品也将问世，它是以先进薄膜制造技术为基础的理论极限光电转化效率可达93%。主要有量子点、多层多结、染料敏化的太阳能电池、有机聚合物电池、纳米电池等。电能储存部件主要是指太阳能蓄电池，太阳能蓄电池一般采用铅酸电池，常用的有DC12V，DC24V，DC48V三种，在微型系统中也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。蓄电池的主要作用是在有光照时将光能由太阳能电池板转换成电能储存起来，以备使用。太阳能控制器主要对太阳能基板输出的电能进行调节和控制，把调整后电能分为两个途

8、径输送，一方面直接送往直流负载或交流负载，另一方面将剩余能量送往蓄电池组储存，当太阳能基板发出的电能不能满足负载需要时，太阳能控制器便将蓄电池中储存的电能量送往负载。9太阳能光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备之一，也称为DC-AC逆变器。在太阳能光伏发电系统中，可将太阳能通过太阳电池转化为DC12V、DC24V、DC48V的直流电能，通过光伏逆