【正文】 方 波逆 變 器 的 優(yōu)點 是：價格 便宜 ， 維 修 簡單 。 另 外 ， 當(dāng) 中、大 容 量 的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng) 運 行 時 ，為 避免 對 公 共 電網(wǎng)的電力 污染 ，也要 求逆 變 器 輸 出 失 真 度 滿 足要 求 的 正 弦波形 。 蓄 電池 帶負荷 放 電 終 了 時 端電 壓 可降至 或更 低。 （ 7） 額 定 輸 出 電流（ 或 額 定 輸 出 容 量 ） ： 它表示在規(guī)定的 負載 功率 因 數(shù) 范圍內(nèi) ， 逆 變 器 的 額 定 輸 出 電流。 ① 過電 壓保護 ：對 于 沒 有電 壓穩(wěn) 定 措 施 的 逆 變 器 ，應(yīng)有 輸 出 過電 壓 的 防護 措 施 ，以 使負載 免 受輸 出 過電 壓 的 損害 。 另 外 ，為 防 止 上 、下 橋臂 發(fā)生共 態(tài) 導(dǎo) 通，在 Ｔ Ｔ 6及 Ｔ Ｔ 6之間必須 設(shè)計 先 關(guān) 斷 后導(dǎo) 通電路， 即必須 設(shè) 置 死 區(qū) 時間 ，其電路結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 。 充電程序主要由 12/ 24 V 電池電壓的自動識別、太陽能電池板和電池之間的自動匹配、電池未接判斷、電池極性接反識別、過充保護和充電終點判斷部分組成 ,如圖 32 充電主程序流程圖。其中 ,利用 TL494中的誤差放大器 ,從 1 腳輸入給定電壓信號與恒壓充電時反饋電壓信號之偏差 ,此放大器作恒壓調(diào)壓器使用 ,2 腳和 3 腳間引入阻容校正 ,構(gòu)成 PI 調(diào)節(jié)器。 （ 3） 通訊 /通信領(lǐng)域 太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播 /通訊 /尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵 GPS供電等。 （ 3）由于南方多數(shù)地區(qū)云多雨多，在北緯 30 度到 40度地區(qū)，太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反，太陽能不是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的升高而增長。 在地面上觀測的 太陽輻射 的波段范圍大約為 0． 295～ 2． 5μm 。 （ 6）太陽能電池充放電控制器由電子元器件制造而成，它本身也需要耗能，而使用的元器件的性能、質(zhì)量等也關(guān) 系到耗能的大小，從而影響到充電的效率等。 由于該芯片支持在線編程 ( ISP) ,即程序可通過串行編程接口 ( SPI) ,下載到 8 kB閃存 ,因此不需外加存儲器作為程序存儲器。同時，為避免啟動時出現(xiàn)過大的峰值電流，系統(tǒng)采用軟啟動方式，使輸出電壓呈斜坡上升至給定值。 圖 26所示的全 橋 逆 變電路 克服 了 推 挽 電路的 缺 點 ，功率開 關(guān) 管 Ｔ Ｔ 6和 Ｔ Ｔ5反 相， Ｔ 3和 Ｔ 4相 位互 差 180176。 （ 9） 保護 功能 ： 光伏發(fā)電系統(tǒng) 正 常 運 行過程中， 因 負載故障 、人員 誤 操 作及 外 界 干擾 等 原因而 引 起的供電系統(tǒng)過流 或 短 路， 是 完 全可能的。 正 常工作 條件 下其偏 差 應(yīng)在 177。 額 定 輸 出 容 量 值 高的 逆 變 器 可 帶更 多的用電 負載 。 （ 3）要 求直 流 輸 入電 壓 有較寬的 適 應(yīng) 范圍 。 逆變器的分類 根據(jù) 逆 變 器 輸 出 交流電 壓 的相數(shù)，可分為 單 相 逆 變 器 和 三 相 逆 變 器 ；根據(jù) 輸 出波形的不 同， 可分為方 波逆 變 器 和 正弦波逆 變 器 ；根據(jù) 逆 變 器使 用的 半導(dǎo) 體 器件 類型不 同 ，可分為 晶 體 管 逆 變 器 、 MOSFET 模塊 及可 關(guān) 斷 晶 閘 管 逆 變 器 等；根據(jù)功率 轉(zhuǎn)換 電路的不同， 又 可分為 推 挽 電路、 橋 式電路和高 頻 升 壓 電路 逆 變 器 等 。 放 電 之后 ， 若 有 反 方向電流流入電池 時 ， 就 可以 使 兩 極 活 性物 質(zhì)回 復(fù) 到 原來的化學(xué) 狀態(tài) 。極 板 組是 由 單片 極 板 組 合 而 成， 單片 極 板又 由基 極 (又 叫 極 柵 )和 活 性物 質(zhì) 構(gòu) 成。 同 時采 用 PWM調(diào) 制方式， 使 充電電流成為 脈沖 電流，以 減 少蓄 電池的 極 化，提高充電 效 率。相 反 ，高于 該 溫度蓄 電池要 求 充電電 壓 較低。 太陽能電池組件的輸出功率取決于太陽輻照度、太陽能 光譜的分布和太陽能電池的溫度。 太陽能電池的種類及其區(qū)別 目前世界上有 3種已經(jīng)商品化的硅太陽能電池：單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池。環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)直接威脅我國的可持續(xù)發(fā)展。太陽能電池的產(chǎn)量年增長率在 40%以上，已成為發(fā)展最迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域也在不斷擴大，從原來只在偏遠無電地區(qū)和特殊用電場合使用， 發(fā)展到城市并網(wǎng)系統(tǒng)和大型光伏電站。 inverte2021 級蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 人類社會進入 21世紀，正面臨著化石燃料短缺和生態(tài)環(huán)境污染的嚴重局面。從而使許多國家重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持 （ 尤其是工業(yè)發(fā)達國家 ） 。這就是“光生伏打效應(yīng)”。太陽能電池組件的輸出功率等于流經(jīng)該組件的電流與電壓的乘積，即 P=V*I。 ④ 防 止 負載 、太陽電池 組件或 蓄 電池 極性反接 的電路 保護 。 2021 級蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 （ 4） 智 能型 控 制 器：采 用 帶 CPU的 單片 機 （ 如 Intel公司的 MCS51系 列 或 Microchip公司PIC系 列 ） 對 光伏電源系統(tǒng)的 運 行 參 數(shù) 進 行高速 實 時采 集，并 按 照一定的 控 制規(guī) 律 由 軟件 程 序 對 單 路 或 多路光伏 陣列 進 行 切 離 /接 通 控 制。 當(dāng) 冬季 和 連陰 天 由于太陽 輻 射 能 減 少 ， 而出 現(xiàn) 太陽能電池方 陣 充電不足的 情況時 ，可 啟 動 光伏電站備用電源 — 柴 油發(fā)電 機組 給 蓄 電池 組 補充充電，以 保持 蓄 電池 組 始 終 處 于 淺 放 電2021 級蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 狀態(tài) 。由還 原物 質(zhì) 構(gòu) 成的電 極 為 負 極 。 直流 交流逆變器 眾 所 周 知 ， 整 流 器 的功能 是將 50HZ的交流電 整 流成為 直 流電。由于目 前 太 陽電池的 價格 偏高，為了 最 大 限度 地利用太陽電池，提高系統(tǒng) 效 率， 必須 設(shè) 法 提高 逆 變 器 的 效 率。 10％ 。 （ 4） 輸 出 電 壓 的 波形 失 真 度： 當(dāng)逆 變 器 輸 出 電 壓 為 正弦波時 ，應(yīng)規(guī)定 允 許 的 最 大 波形 失 真 度 （ 或 諧 波 含 量 ）。2021 級蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 容 量 較大的 逆 變 器 還應(yīng) 給 出 滿負荷 效 率 值 和低 負荷 效 率 值 。 圖 25所示的 推 挽 電路， 將升 壓 變 壓 器 的中 心 抽 頭 接 于 正 電源，兩 只 功率 管 交替工作， 輸 出 得 到交流電 輸 出 。 太陽能光伏電源系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件設(shè)計包括：負載用電量的計算，太陽能電池方陣面輻射量的計算，太陽能電池、蓄電池用量的計算和二者之間相互匹配的優(yōu)化設(shè)計，太陽能電池方陣安裝傾角的計算等。開關(guān)模式信號是利用正弦波參考信號與一個三角載波信號互相比較來生成的，主要有單極性和雙極性兩種類型，在開關(guān)頻率相同的情況下，由于雙極性 SPWM 控制產(chǎn)生的正弦波，其中的諧波含量和開關(guān)損耗均大于單極性，故本系統(tǒng)采用的是單極性 SPWM控制。 （ 4）太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率，受到電池本身的溫度、太陽光強和蓄電池電壓浮動的影響。 太陽電磁輻射中 99． 9%的 能量 集中在紅外區(qū)、可見光區(qū)和紫外區(qū)。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源可以無處不在。 （ 7） 太陽能建筑 將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大 型建筑實現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。 TL494 的 8 腳和 11 腳作并聯(lián)輸出 PWM 信號來控制場效應(yīng)管 Q1 ,以維持恒流充電時電流恒定或在恒壓充電時的電壓恒定。 （ 2）太陽能電池方陣中電池組件串聯(lián)數(shù)的計算公式： Ns =UR / UOC = ( Uf + UD + Uc )/ UOC UR ：太陽電池方陣輸出最小電壓； UOC ：太陽能電池組件的最佳工作電壓； Uf ：蓄電池浮充電壓； UD ：二極管壓降，一般取 ； Uc ：其它因素引起的壓降。 采 用 該 電路結(jié) 構(gòu) ， 使逆 變電路功率 密 度 大大提高， 逆 變 器 的 空載 損耗 也相應(yīng)降低， 效 率 得 到提高。 逆 變 器 應(yīng) 保證 在 額 定 負載 下可 靠起動 。 （ 8） 額 定 逆 變 輸 出效 率 ： 整 機逆 變 效 率高 是 光伏發(fā)電用 逆 變 器 區(qū) 別 于通用型 逆 變 器 的一個顯 著 特點 。 輸 出 電 壓穩(wěn)定 度 表 征 逆 變 器 輸 出 電 壓 的 穩(wěn)壓 能力。 3％ 或177。 （ 2） 正弦波逆 變 器： 正弦波逆 變 器 輸 出 的交流電 壓 波形 為 正弦波 。 實際 上 ，電池的 端 電 壓 隨充電和 放電的過程 而 變化。 材 料有 木 質(zhì) 、 塑 料、 硬 橡膠 、 玻璃絲 等， 現(xiàn) 大多 采 用 微孔 聚 氯乙烯塑 料。 （ 2） 串聯(lián) 型充 放 電 控 制 器： 串聯(lián) 型充 放 電 控 制 器 和并 聯(lián) 型充 放 電 控 制 器 電路結(jié) 構(gòu) 相 似 ， 唯 一區(qū) 別 在于開 關(guān)器件T1的 接法 不 同 ，并 聯(lián) 型 T1并 聯(lián) 在太陽電池方 陣輸 出 端 ， 而 串聯(lián) 型 T1是 串聯(lián) 在充電 回 路中。 （ 2） 串聯(lián) 型 控 制 器： 利用 機械 繼 電 器控 制充電過程，并在 夜 間切 斷光伏 陣列 。通過一種 繼 電 器或 電 子 開 關(guān) 連 結(jié) 負載 ，可在 某 給 定低 壓點 自 動 切 斷 負載 。一個組件上，太陽能電池的標(biāo)準數(shù)量是 36 片，能提供大約 17V 電壓，正好能為額定電壓為 12V 的蓄電池進行有效的充電。它由太陽能電池方陣、充電放電控制器、蓄電池組、直流 /交流逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖 21所示。根據(jù)這個簡易系統(tǒng)研究分析了太陽能光伏電源的影響因素，合理優(yōu)化了系統(tǒng)的配置，以提高系統(tǒng)的性能，最終提高了太陽能的轉(zhuǎn)換效率。 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 太陽能光伏電源畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘要 .............................................................................................................................................. ABSTRACT ...................................................................................................................................... 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 2太陽能光伏電源系統(tǒng)的原理及組成 ..................................................................................... 2 太陽能電池方陣