【正文】 且讓我掌握了學(xué)習(xí)的方法，更教會(huì)了我做人處事的道理，在此表示感謝。 同時(shí)感謝同組的同學(xué)在完成論文中給予的幫助。太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，具有儲(chǔ)量大、壽命長、無污染的優(yōu)點(diǎn)，因而成為最具有前途的一種新能源。近 20 年來，我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)長期維持在全球市場 1%左右的份額。第一，我國有荒漠面積 100 余萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)，如果利用荒漠安裝并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)則可以提供非常可觀的電量。逆變器應(yīng)保證在額定負(fù)載下可靠起動(dòng)。逆變器效率的高低對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 17 發(fā)電量和降低發(fā)電成本有著重要影響。 ⑻ 額定逆變輸出效率： 整機(jī)逆變效率高是光伏發(fā)電用逆變器區(qū)別于通用型逆變器的一個(gè)顯著特點(diǎn)。 ⑸ 額定輸出頻率： 逆變器輸出交流電壓的頻率應(yīng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，通常為工頻 50Hz。 輸出電壓穩(wěn)定度表征逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力。額定輸出容量表征逆變器向負(fù)載供電的能力。 光伏逆變器 技術(shù)參數(shù)： ⑴ 額定輸出電壓： 在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動(dòng)范圍內(nèi)，它表示逆變器應(yīng)能輸出的額定電 壓值。其溫度補(bǔ)償值一般為 20~40mV/℃ 。 光伏控制器技術(shù)參數(shù) 系統(tǒng) 電壓 ：通常有 6 個(gè)標(biāo)稱電壓等級(jí)： 12V、 24V、 48V、 110V、 220V、 500V 最大充電電流：是指太陽能電池組件或方陣輸出的最大電流，根據(jù)功率大小分為 5A、 6A、 8A、 10A、 12A、 20A、 30A、 40A、 50A、 70A、 100A、 150A、 200A、 250A、300A 等多種規(guī)格 太陽能電池方陣輸入路數(shù)：小功率光伏控制器一般都是單路輸入，而大功率光伏控制器都是由太陽能電池方陣多路輸入，一般大功率光伏控制器可輸入 6 路，最多的可接入 12 路、 18 路 。在溫差較大的地方，控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。光照?qiáng)度決定了光伏電池激發(fā)的電子 空穴對(duì)數(shù)，即一定的光照強(qiáng)度下，其電子 空穴對(duì)數(shù)也是一定的，使 得光電流人的特性像一個(gè)恒流源，不受外電路短路與否的影響。太陽電池到底有多大的能力能將太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能，從以下的特性 可以得知。 (如 圖 32 所示） 圖 32并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理圖 光伏電池的分類及 主要參數(shù) 光伏電池的分類 如圖 33所示，太陽電池根據(jù)其使用的材料可分成硅系太陽電池、化合物系太陽電池以及有機(jī)半導(dǎo)體系太陽電池等類型。 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 10 第三章 并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成 并網(wǎng) 光伏系統(tǒng)的組成和原理 光伏系統(tǒng)由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測試儀表和計(jì)算機(jī)監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。1s e c s in hZOAm OA ?? ? ? (21) 式中， h 為太陽的高度角。參看圖 24 所示， A 為地球海平面上的一點(diǎn)，當(dāng)太陽在天頂位置 S 時(shí)，太陽輻射穿過大氣層到達(dá) A 點(diǎn)的路徑為OA。太陽高度角大，太陽高，太陽輻射 強(qiáng)；反之，太陽高度角小，太陽低，太陽輻射弱。另一種是微粒輻射，它是帶正電荷的質(zhì)子和大致等量的帶負(fù)電荷的電子以及其他粒子所組成的粒子流，微粒輻射平時(shí)較弱，能量也不穩(wěn)定，在太陽活動(dòng)極大期最為強(qiáng)烈，對(duì)人類和地球高層大氣有一定的影響，但是一般來說不等它輻射到地球表面上來，便在漫長的日地遙遠(yuǎn)的路途中逐漸消失了。因此，目前只南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 7 能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)太陽能電池陣列發(fā)出的電功率超過負(fù)荷需要時(shí)，可以通過自動(dòng)控制輸向交流市電電網(wǎng)，即向電力公司賣出電力。獨(dú)立系統(tǒng)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最基本的形式，又稱為太陽能發(fā)電的原型系統(tǒng)。早在 1839 年，法國物理學(xué)家貝克勒爾意外地發(fā)現(xiàn)，用兩片金屬浸人溶液構(gòu)成的伏打電池，在受到陽光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的伏打電勢，他把這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。這一系列法律、政策無疑有力的支持了我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用空間也非常廣闊。隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善和經(jīng)濟(jì)性的提高，其市場占有率將始終保持在 50%左右。同時(shí)，光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展還將 為社會(huì)提供可觀的社會(huì)就業(yè)機(jī)會(huì)。 20 世紀(jì) 50 年代，太陽能利用領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項(xiàng)重大突破 :一是在光伏利用方面， 1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出效率為 6%的實(shí)用型單晶硅電池；二是在光熱利用方面， 1955年以色列的 Tabor 提出選擇性吸收面表概念和理論，并研制成功選擇性太陽吸收涂層。 隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)及文化活動(dòng)需要大量的能源。其次，對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的特性和基本原理分別做了具體分析，并對(duì)系統(tǒng)各組成部分的功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在綠色可再生能源中，太陽能憑 借其存儲(chǔ)量無限、清潔安全以及易于獲取等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而受到了世界各國科研領(lǐng)域的普遍關(guān)注，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用更是普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。最后，對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 另外，由于燃燒煤、石油等化工燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質(zhì)排向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，同時(shí)由于大量排放二氧化碳等溫室氣體而使地球產(chǎn)生明顯的溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化；水力發(fā)電受到水力資源的限制和季節(jié)的影響，并且有時(shí)會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡；核電在正常情況下固然是干凈的，但萬一發(fā)生核泄漏，后果同樣十分嚴(yán)重，并且核廢料的處理直至今天仍然是一個(gè)全球性待解決的問題。 光伏并網(wǎng)發(fā)電 并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的發(fā)展趨勢 光伏發(fā)電有離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種工作方式。試驗(yàn)結(jié)果在發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)方面是成功的，但在經(jīng)濟(jì)性方面卻并不十分令人鼓舞，主要是由于太陽電池成本過高，雖然具有明顯的減排等環(huán)境效益，但其發(fā)電成本卻很難讓電力公司接受。美國、德國、荷蘭、日本、澳大利亞等國家在光伏屋頂計(jì)劃的激勵(lì)下，許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)成功地推出了多種不同拓樸結(jié)構(gòu)的逆變器 。第三，迄今我國邊遠(yuǎn)地區(qū)仍有較多居民尚未用電，如果單純依靠架設(shè)電網(wǎng)供電，則成本高，建設(shè)周期長，不經(jīng)濟(jì)。而且，浙江、保定、四川等地的公司已經(jīng)開始多晶硅太陽電池的生產(chǎn)或試車，市場上形成了單晶硅和多晶硅兩種主打電池產(chǎn)品的局面。由于半導(dǎo)體 PN結(jié)器件在陽光下的光電轉(zhuǎn)換效率最高，所以通常把這類光伏器件稱為太陽能電池，也稱光電池或太陽電池。圖中，由太陽能電池陣列輸出的直流功率直接供給負(fù)荷。系統(tǒng)聯(lián)系型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)陰雨天氣或夜間太陽能發(fā)電量不足時(shí)，可以通過系統(tǒng)聯(lián)系直接向市電電網(wǎng)買電。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣 (圖 23)了。因此實(shí)際到達(dá)地面的太陽輻射通常是由直接輻射和散射輻射兩部分組成。太陽高度在一年中也是不斷變化的，這是由于地球不僅在自轉(zhuǎn)，而且又在圍繞著太陽公轉(zhuǎn)；地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面不是垂直的，而是始終保持著一定的傾角 176。 A。在天空中云霧很多或灰塵很多時(shí)，大氣透明度就低，到達(dá)地面的太陽輻射量就少。應(yīng)用主 要領(lǐng)域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、光伏水泵和無電缺電地區(qū)戶用供電?；衔锇雽?dǎo)體太陽電池 可分為 Ⅲ Ⅴ 族化合物 (GaAs)太陽電池、 Ⅱ Ⅵ 族化合物 (CdS/CdTe)太陽電池以及三元 (Ⅰ Ⅲ Ⅳ 族 )化合物 (CulnS受： CIS)太陽電 池等。 圖 34 太陽能電池的 UI特性 圖 35 UI特性曲線和 UP特性曲線 圖 35 顯示了在光照強(qiáng)度 G=1000W/M環(huán)境溫度 T=25℃時(shí)典型多晶硅光伏電池太陽能電池 色素增感太陽能電池 硅半導(dǎo)體 有機(jī)半導(dǎo) 體 結(jié)晶太陽能電池 非結(jié)晶太陽能電池 Ⅲ Ⅴ 族化合物太陽能電池 有機(jī)薄膜太陽能電池 三元 (Ⅰ Ⅲ Ⅳ )化合物太陽能電池 Ⅱ Ⅵ 族化合物太陽能電池 化合物半導(dǎo)體 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 13 板的輸出 UI 和 UP 曲線。對(duì)最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，保證電池始終工作在最大功率點(diǎn)附近，能大大提高工作效率，進(jìn)一 步提高對(duì)太陽能的利用率。光伏控制器采用高速 CPU 微處理器和南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 14 高精度 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是一個(gè)微機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測控制系統(tǒng)。根據(jù)電路不同自身損耗一