【正文】 可以是增加也可以是減少，控制對象可以是太陽能電池陣列的輸出電壓或電流，這一過程稱為“擾動” 。因此對于四季溫差或日溫差較大的地區(qū)，CVT 方式并不能完全跟蹤太陽能電池陣列最大功率點，從而導(dǎo)致系統(tǒng)功率損失。 恒電壓法具有控制簡單，易于實現(xiàn)，穩(wěn)定性好，可靠性高等優(yōu)點，比一般太陽能光伏系統(tǒng)可望多獲得 20%的電能，較之不帶 CVT 的直接藕合要有利得多。 太陽能電池最大功率點跟蹤方法 目前使用的太陽能電池最大功率點 跟蹤方法主要有恒電壓法、觀察擾動法、電導(dǎo)增量法以及其它的一些跟蹤方法。 太陽能電池最大功率點跟蹤原理 由第二章可知，太陽能電池的輸出特性受電池溫度和日照強度等因素的影響，電池溫度主要影響太陽能電池的開路電壓，日照強度主要影響太陽能電池的短路電流。 3 太陽能電池最大功率點跟蹤 目前，太陽能電池陣列在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價中占很大比重，而且太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率本身就不高，因此有必要研究提高太陽能電池利用效率的方法，以降低系統(tǒng)單位價格的成本，促進太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。在浮充時，鉛酸蓄電池充電電壓要比恒壓階段的充電電壓低。采用這種充電方式，在充電初期，鉛酸蓄電池不會出現(xiàn)很大的電流，在充電后期也不會出現(xiàn)鉛酸蓄電池電壓過高，使鉛酸蓄電池產(chǎn)生析氣。 (三 )兩階段充電法 這種方法是為了克服恒流與恒壓充電的缺點而結(jié)合的一種充電策略。鉛酸蓄電池電壓的變化很難補償，充電過程中對落后電池的完全充電也很難完成。這種充電方法不足之處在于 :在充電初期，如果鉛酸蓄電池放電深度過深，充電電流會很大，不僅危及充電器的安全，而且鉛酸蓄電池可能因過流而受到損傷 。在充電末期只有很小的電流通 過，這樣充電過程中就不必調(diào)整電流。 中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 (二 )恒壓充電法 恒壓充電就是以一恒定電壓對鉛酸蓄電池進行充電。這種方法特別適合于多個鉛酸蓄電池串聯(lián)的鉛酸蓄電池組進行充電，能使落后的鉛酸蓄電池的容量易于得到恢復(fù)，最好用于小電流長時間的充電模式。而電荷量的大小決定著太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)向負載供電的能力、鉛酸蓄電池的使用壽命關(guān)系到系統(tǒng)的成本、造價以及系統(tǒng)的使用壽命，因此選擇合理的充電控制方法是提高太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的有效手段。 鉛酸蓄電池充電控制方法 在太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，對鉛酸蓄電池使用的充電控制方法直接影響到系統(tǒng)的性能。目前中國用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池除有少量用于高寒戶外系統(tǒng)采用鎳鎘蓄電池外，絕大多數(shù)是采用鉛酸蓄電池。一般來講，光伏發(fā)電系統(tǒng)中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 白天把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過充電器和蓄電池把電能儲存起來，晚上再通過放電器把儲存在蓄電池里的電能放出來使用。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)中通常 使用蓄電池實現(xiàn)儲能，常用蓄電池屬于電化學(xué)電池。儲能系統(tǒng)的好壞直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能在實際的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲能部分又是最易受損、最易消耗的部分。當溫度一定時，太陽能電池短路電流 Isc 隨日照強度的增加而增加，并與日照強度成正比，太陽能電池開路電壓 Uo 隨日照強度的增加稍有增加，但增加很小，當日照強度一定時，電池溫度升高，太陽能電池開路電壓 Uo 降低，而太陽能電池的短路電流 Isc 有輕微的增加。太陽能電池的輸出特性是非線性的，既非恒流源也非恒壓源 (在最大功率點左側(cè)為近似恒流源段，在最大功率點右側(cè)為近似恒壓源段 )，且在一定的電池溫度和日照強度下有唯一的最大輸出功率點。 中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 一般的太陽能電池組件生產(chǎn)商均提供上述標準測試條件下的五個參數(shù)。由于日照強度、電池溫度等都會影響太陽能電池的特性，因此需要定義標準測試條件用于地面測試太陽能電池性能。其特點是轉(zhuǎn)換效率相對較高、成本降低 (尤其是大大降低了晶體硅類太陽能電池的硅材料用量 )、且適合規(guī)模生產(chǎn)，因此薄膜太陽能電池是未來太陽能電池的一個重要發(fā)展方向。 (4)薄膜太陽能電池 :指用單質(zhì)元素、無機化合物或有機材料等制作的薄膜為基體材料的太陽能電池。 (3)有機半導(dǎo)體太陽能電池 :指用含有一定數(shù)量的碳 碳鍵且導(dǎo)電能力介于 金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池。 (2)化合物半導(dǎo)體太陽能電池 :指由兩種或兩種以上元素組成的具有中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 半導(dǎo)體特性的化合物半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池，如碲化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、硒銦銅太陽能電池、磷化銦太陽能電池等。但其制造過程復(fù)雜，成本高。 太陽能電池多為半導(dǎo)體材料制造，種類繁多，形式各樣，下面按照太陽能電池的材料進行分類介紹 : (l)硅太陽能電池 :指以硅為基體材料的太陽能電池，如單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池等，多晶硅太陽能電池又有片狀多晶硅太陽能電池、鑄錠多晶硅太陽能電池、筒狀多晶硅太陽能電池和球狀多晶硅太陽能電池等多種。 (4)被勢壘電場分離的電子和空穴分別被太陽能電池單體的正、負極收集，若在太陽能電池單體正負極之間接入負載，則有光生電流流過，從而獲得電能 實際中使用的太陽能電池是若干個太陽能電池單體經(jīng)過串并聯(lián)并封裝后形成的太陽能電池組件，是可以單獨作為電源使用的最小單元，其功率一般為幾瓦至幾十瓦、百余瓦。 中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 (2)在太陽能電池單體 PN 結(jié)光生載流子，通過擴散作用到達空間電荷區(qū) 。若在太陽能電池單體兩側(cè)引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。當 PN 結(jié)受到光照時，硅原子受光激發(fā)而產(chǎn)生電子空穴對，在勢壘電場 的作用下，空穴向 P 區(qū)移動，電子向 N 區(qū)移動，從而 P 區(qū)就有過剩的空穴， N 區(qū)就有過剩的電子，這樣便在 PN結(jié)附近形成與勢壘電場方向相反的光生電動勢。太陽能電池單體實際上是一個 PN 結(jié)， PN 結(jié)在光照下會產(chǎn)生電動勢，這種效應(yīng)稱為光生伏特效應(yīng)。常用的太陽能離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖 所示。蓄電池的功能在于儲存太陽能電池陣列受光照時所發(fā)出的電能并在無光照時向負載供電 。太陽能電池陣列是整個系統(tǒng)能源的來源，它把照射到其表面的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 。到2020 年，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平有望達到世界先進行列 。20212020 年，太陽能光伏發(fā)電將會由獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到 2020 年將約為 元 /(kw到 2020 年前，我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會得到不斷的完善和發(fā)展，成本將不斷下降，太陽能光伏發(fā)電市場發(fā)生巨大的變化 :20212021 年，我國的太陽能電池主要用于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本到 2021 年將約為 元 /(kW 我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 20 世紀 90 年代以來是我國太陽能光伏發(fā)電快速發(fā)展的時期，在這一時期我國光伏組件生產(chǎn)能力逐年增強，成本不斷降低，市 場不斷擴大，裝機容量逐年增加， 2021 年累計容量達 35MW，約占世界份額的 3%。今后太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要圍繞高效率、低成本、長壽命、美觀實用等方向發(fā)展。太陽能光伏電池 /組件使用壽命大大增長，可使用 30 多年。 h)。己經(jīng)商業(yè)化、實用化的太陽能光伏電池主要有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、聚光電池、帶狀硅電池以及薄膜電池等幾類。 90 年代后期，發(fā)展更為迅速，成為全球增長速度最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。 太陽能光伏發(fā)電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 當今世界各國特別是發(fā)達國家對于太陽能光伏發(fā)電十分重視，針對其制定規(guī)劃，增加投入，大力發(fā)展。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能電池陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同幅、同頻、同相的交流電，并實現(xiàn)與電網(wǎng)連接， 向電網(wǎng)輸送電能。該系 統(tǒng)由于有蓄電池組，因而系統(tǒng)成本增加，但可在無日照或日照不足時為負載供電。 DC/DC 變換器將太陽能電池陣列轉(zhuǎn)化的電能傳送給蓄電池組存儲起來供日照不足時使用。其主要應(yīng)用于遠離公共電網(wǎng)的無電地區(qū)和一些特殊場所，如為公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠偏僻農(nóng)村、海島和牧區(qū)提供照明、看電視、聽廣播等基本生活用電，也可為通信中繼站、氣象站和邊防哨所等特殊處所提供電源 。而中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 一般使用的中小型系統(tǒng)僅具有該系統(tǒng)的部分功能。該系統(tǒng)可為交流負載提供能量，也可為直流負載提供能量，當太陽能電池陣列能量過剩時，可以將過剩能量存儲起來或把過剩能量送入電網(wǎng)。在有太陽能輻射時，由太陽能電池陣列向負載提供能量 。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按是否與電網(wǎng)連接可分為獨立離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。 (6)分布式。 (5)光伏建筑集成。安裝于房頂，沙漠，還可與建筑相結(jié)合，從而節(jié)約占地面積，節(jié)省安裝成本 。 (4)建設(shè)周期短，建造靈活方便，運行維護費用低。 (3)資源分布廣泛。 (2)無污染。 太陽能光伏發(fā)電之所以發(fā)展如此迅速，是因為其具有以下優(yōu)點 ： (l)取 之 不 盡 ， 用 之 不 竭 。其中太陽能光伏發(fā)電以其優(yōu)異的特性近年來在全世界范圍得到了快速發(fā)展，被認為是當前具有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，各發(fā)達國家均投入巨資競相研究開發(fā)，并產(chǎn)業(yè)化進程，大力開拓太陽能光伏發(fā)電的市場應(yīng)用。在目前的幾種新能源技術(shù)中，太陽能以其突出的優(yōu)勢被定位為的未來能源，有無盡的潛力。近年來，由于各級政府和社會各界的高度重視可再生能源的開發(fā)和利用方面取得了較快發(fā)展，并于 2021 年 2 月 28 日通過了《再生能源法》，該法已于 2021 年 1 月 1 日起實施，這對于我國可再生能具有十分重要的意 義 。瑞典和奧地利的生物質(zhì)能源在其能源消費結(jié)構(gòu)中高達 15%以上。以德國、西班牙為代表的一些國家通過立法方式，促進可再生能源的發(fā)展， 1999 年以來可再生能源年均增長速度均達到 30%以上。 目前世界大部分國家能源供應(yīng)不足，不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，各國紛紛出臺各種法規(guī)支持開發(fā)利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升溫。新能源和可再生能源的開發(fā)利用不僅可以解決目前世界能源緊張的問題，還可以解決與能源利用相關(guān)的環(huán)境污中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 染問題，促進社會和經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展。新能源與可再生能源是指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電、核裂變發(fā)電之外的生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿纫淮文茉?。自從工業(yè)革命以來，約 80%溫室氣體造成的附加氣候強迫是由人類社會活動引起的，其中 CO2 的作用約占 60%，而化石能源的燃燒是 CO2 的主要排放源。我國能源剩余可開采總儲量的結(jié)構(gòu)為 :原煤占 %，原油占 %，天然氣占 %，水資源占 %。根據(jù)《 BP 世界能源統(tǒng) 2021》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以目前的開采速度計算，全球石油儲量可供生產(chǎn) 40 多 年，天然氣和煤炭則分別可以供應(yīng)67 年和 164 年。 中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 世界能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展新能源的背景 自人類社會誕生以來，能源一直是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。安裝運行以來，系統(tǒng)工作穩(wěn)定正常，驗證了這集的合理性、正確性。為了解決邊遠的農(nóng)牧地區(qū)、偏僻的山區(qū)、孤立等的島嶼地方人們的日常生活、生產(chǎn)用電的需要、改善人們的生活水平，進行了離網(wǎng)型（獨立）家用光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究對于緩解能源危機、減少環(huán)境污染以及減小溫室效應(yīng)具有重要的意義。 20 世紀 70 年代后，太陽能光伏發(fā)電在世界范 圍內(nèi)受到高度重視并取得了長足進展。中南大學(xué)選修課《新能源概論》期末論文 中南大學(xué)文學(xué)院穆昱帆 中南大學(xué) 《新能源概論》 學(xué)士 論文 學(xué)院：＿＿＿＿＿＿＿＿ 專業(yè)