【正文】 的規(guī)模經(jīng)濟程度 ， 制約了光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用 。 據(jù)統(tǒng)計 ， 2020年 ， 我國光伏發(fā)電設(shè)備新增裝機容量 kW， 同年我國累計光伏裝機容量為 kW， 同比增長 42%， 在 《 可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃可再生能源重點發(fā)展領(lǐng)域和目標(biāo) 》 中 2020年太陽能 伏發(fā)電目標(biāo) 30萬 kW。 2020年前太陽能電池發(fā)電量的一半以上將來自薄膜太陽能電池 。 隨著技術(shù)不斷發(fā)展 ， 我國薄膜電池技術(shù)的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化實驗 ， 終于與國際保持同步 。 歐洲光伏工業(yè)協(xié)會 （ EPIA） 對光伏發(fā)電的預(yù)測為 :2020年世界太陽能光伏組件年產(chǎn)量將達到 40GWh,總裝機容量為 195GW,發(fā)電量為274TWh,占全球發(fā)電量的 1%,太陽電池的組件成本下降到每 1峰瓦 1美元 。 在目前全球經(jīng)濟危機影響下 ,短期內(nèi)光伏發(fā)電市場并不穩(wěn)定 ,但是未來迅猛發(fā)展的趨勢是不會改變的 。 太陽能發(fā)電研究現(xiàn)狀 國外太陽能發(fā)電現(xiàn)狀 自從 20世紀 70年代全球發(fā)生世界性石油危機以來 ,太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在西方發(fā)達國家引起了極大的重視 ,各國政府從環(huán)境保護和能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的角度出發(fā) ,紛紛制定政策 ,鼓勵和支持太陽能光伏發(fā)電技術(shù) 。 尋找新能源 ,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急 。煤炭剩余可采年限 230年 ,其年占世界能源總消耗量的 %。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 1頁 南 京 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 作 者 : 李建明 準(zhǔn)考證號 044911209051 教學(xué)點 : 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) : 機電一體化 題 目 : 小型太陽能電站的設(shè)計 指導(dǎo)者： 章麗紅 講師 評閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 年 月 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 2頁 目錄 第一章 緒論 ............................................................. 4 本課題研究的背景和意義 ........................................... 4 太陽能發(fā)電研究現(xiàn)狀 ........................................... 4 國外太陽能發(fā)電現(xiàn)狀 ......................................... 4 我國太陽能發(fā)電現(xiàn)狀 ......................................... 6 太陽能發(fā)電發(fā)展趨勢 ......................................... 8 本課題研究主要內(nèi)容 ............................................... 8 第二章太陽能光伏發(fā)電站的組成和原理 ...................................... 10 太陽能發(fā)電站系統(tǒng)的組成 .......................................... 10 離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) .............................................. 10 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) .............................................. 11 光伏電池的工作原理和輸出特性 .................................... 11 光伏電池工作原理及分類 ..................................... 11 光伏電池的輸出特性 ........................................ 13 蓄電池及其充電方式 .............................................. 16 蓄電池的選擇 ............................................... 16 鉛蓄電池充電方式的選擇 .................................... 17 第三章 最大功率點跟蹤原理和方法 ......................................... 21 太陽能最大功率點 跟蹤 ............................................ 21 小結(jié) ............................................................ 22 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 3頁 第四章 基于 SPWM 波的正弦波逆變器的設(shè)計 .................................. 24 逆變 器的主要功能和分類 .......................................... 24 PWM 波形工作基本原理 ............................................. 25 SPWM 波的生成 .................................................... 27 自然法生成 SPWM ............................................ 27 規(guī)則采樣法生成 SPWM 波 ..................................... 29 SPWM 逆變 器電路的設(shè)計 ............................................ 29 逆變主電路架構(gòu)及功能 ...................................... 29 橋式逆變器數(shù)學(xué)模型 ........................................ 30 全橋逆變器數(shù)學(xué) 模型 ......................................... 30 三角形波產(chǎn)生電路 .......................................... 32 標(biāo)準(zhǔn)正弦波產(chǎn)生電路 ........................................ 35 全橋式逆變器電路原理框圖 .................................. 36 SPWM 產(chǎn)生電路 .............................................. 37 閉環(huán)控制電路 .............................................. 40 結(jié) 論 ................................................................... 44 致 謝 .................................................................. 45 參考文獻 ................................................................ 46 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 4頁 第一章 緒論 本課題研究的背景和意義 根據(jù)世界能源權(quán)威機構(gòu)的分析 ,世界已探明的主要礦物燃料儲量和開采量不容世人樂觀 。鈾剩余可采年限 73年 ,其年占世界能源總消耗量的 %。 很快人們就把目光聚焦在了身邊的可再生能源 ,風(fēng)能、太陽能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)發(fā)電 ?? 這些新能源都成為替代傳統(tǒng)一次性能源的新目標(biāo) 。 光伏發(fā)電技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)在政策法規(guī)的強力助推下 ,呈快速 、 增速發(fā)展 。 ＥＰＩＡ 采用情景分析的方法 ,就政策驅(qū)動情景和正常發(fā)展情對未來 ５ 年全球的光伏市場 、 太陽能電池供給與需求 、 多晶硅技術(shù)與薄膜生產(chǎn)能力等進行了預(yù)測 ,預(yù)測結(jié)果如圖 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 6頁 圖 2020— 2020全球光伏發(fā)電狀況 預(yù)測結(jié)果表明 ： 在政策驅(qū)動下 ,2020年全球新增光伏發(fā)電需求將達到 ,５ 年后的 2020年光伏發(fā)電需求將高達 22GW,平均年增長率為 32%。2040年光伏發(fā)電量達 7368TWh,占全球發(fā)電量的 21%。 南開大學(xué)光電子薄膜與器件研究所是國際著名 、 中國頂尖的薄膜太陽能電池研發(fā)機構(gòu) ， 在非晶硅 、 微品硅薄膜電池技術(shù) 、 硒銦銅薄膜電池技術(shù)領(lǐng)域取得了卓越的成果 。 上海交通大學(xué)太陽能研究所 、 中科院電工所等在太陽能應(yīng)用 、 光伏建筑一體化 、 大型并網(wǎng)光伏電站設(shè)計 、 建設(shè)和運行等方面積累了豐富的產(chǎn)品經(jīng)驗和建設(shè)經(jīng)驗 。 目前 ， 國內(nèi)光伏發(fā)電還存在如下問題 ： （ 1） 由于各種原因的限制光伏發(fā)電的裝機容量與火電機組和水電機組相比仍然較小 ， 且分布較為分散 ， 并網(wǎng)后協(xié)調(diào)性較差 。 作為本國可持續(xù)發(fā)展的一個環(huán)節(jié) ， 太陽能光伏發(fā)電要想進一步發(fā)展不僅需要政府的鼓勵政策以及優(yōu)惠補貼 ， 更需要政府加大推動力度 ， 建立起協(xié)調(diào)推進機構(gòu) ， 組織項目的具體實施 ， 研究制定可行性強的支持政策 ， 解決與之相關(guān)的資金 、 技術(shù) 、 法律和安全等問題 。 最具發(fā)展前景的光伏發(fā)電應(yīng)用市場是大規(guī)模的荒漠電站 。 在建造太陽能電站的同時也對沙漠的環(huán)境進行了改造 ， 可以說一舉兩得 。 本 課題 研究 主要 內(nèi)容 綜合以上國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析，在我國，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是輝煌的：一方面，我國現(xiàn)在還有很多人生活在無電、缺電的西部邊遠地區(qū)，解決這些地區(qū)的用電問題，很大程度上依賴于太陽能及其它新能源的大規(guī)模應(yīng)用：另一方面，在東部沿海經(jīng)濟比較發(fā)達的地區(qū)，利用太陽能發(fā)電作為補 充或替代能源又將會給我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一個新的發(fā)展空間。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 10頁 第二章太陽能光伏發(fā)電站的組成 和原理 太陽能發(fā)電站系統(tǒng)的組成 太陽能 光伏 發(fā)電 站系統(tǒng) 是利用以光生伏打效應(yīng)原理制成的將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。常見的如太陽能路燈。 圖 太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 離網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)的工作 流程 是： 當(dāng)陽光充足時 ， 太陽能 電池 陣列 受到太陽光照產(chǎn)生電能， 電能 直接供給直流 負載 或交流負載， 這時其 富余的能量則給蓄電池組充電 ，若太陽能電池陣列電能不足以提供負載工作，蓄電池開始放電 ；在 陽光不充足或無陽光時 ，太陽能電池 陣列產(chǎn)生的電能不足以帶動負載， 蓄電池組 就會為負載提供電 。并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏發(fā)電得以進行大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電，它是電力工業(yè)重要組成，是當(dāng)今世界太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。 光伏電池的工作原理和輸出特性 光伏電池工作原理及分類 太陽能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽的輻射光能通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過程是通過 “ 光生伏打效應(yīng) ” 實現(xiàn)的，因此又被稱為 “ 光伏電池 ” 。平衡態(tài)時 PN結(jié)處存在著由N區(qū)指向 P區(qū)的勢壘電場。光伏電池的光電效應(yīng)是靠日照下的半導(dǎo)體 PN結(jié)來完成的，因此 P— N結(jié)的構(gòu)造是光伏電池的基本特征。 （ 4） 疊層電池：由兩種對光波吸收能力不同的半導(dǎo)體材料疊在一起構(gòu)成。硅太陽能電池的輸出特性指的是 太陽能電池在一定的溫度和 光照 強度下所表現(xiàn)出來的伏安特性，即輸出電壓和輸出電流之間的