1、 I 毕 业 论 文毕 业 论 文 题题 目：目： 离网型户外独立光伏发电系统设计离网型户外独立光伏发电系统设计 2013 年 4 月 1 日 II 摘 要摘 要 本文首先对太阳能发电的优势、国内外太阳能利用现状、光伏发电的工作原理及 运行方式做出了简介，得出了本课题研究的目的与任务，光伏发电是利用半导体界面 的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。 这种技术的关键元件是太阳能 电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，配合上蓄 电池组、控制器、逆变器等部分就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏 电源系统的原理及其组成，进一步了解了光生伏打效应原理及其模
2、块组成，后进一步 研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，然后再根据理论研究成果，用硬件 和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究光伏系统的影响因素。 关键词：光生伏特效应;太阳能电池组件;蓄电池组;充放电控制器;逆变器 III 目 录目 录 引 言 1 第一章 绪论 . 2 1.1 太阳能光伏发电的现状以及优势和前景 . 2 1.2 太阳能光伏发电优缺点与应用. 3 1.3 太阳能光伏发电工作原理 4 第二章 太阳能光伏电池组件 5 2.1 太阳能电池组件的基本要求与生产流程 . 5 2.2 太阳电池组装工艺简介与组件的性能参数 . 6 第三章 户外小型太阳能发电系统控制器与
3、逆变器 . 8 3.1 光伏控制器的工作原理以及主要技术参数 . 8 3.2 光伏逆变器的电路构成与工作原理 . 9 第四章 光伏太阳能蓄电池组 . 10 4.1 铅酸蓄电池的结构 . 10 4.2 铅酸蓄电池的工作原理 . 10 第五章 户外光伏发电系统的容量设计、维护与故障排除. 11 5.1 独立光伏小系统构成与方阵组合的设计 11 5.2 光伏发电系统运行维护与故障排除 12 参考文献著录要求 15 致 谢 . 16 1 引引 言言 人类社会进入 21 世纪正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。廉价的 石油时代已经结束，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共
4、 识。太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电池的产量年增长 率在 40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也大，从原 来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管 目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道。但是随着社会的发展和技术的 进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到 21 世纪末。太阳能发电将成为世界能源供 应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。我国的光伏产业发展极不平衡，2007 年太 阳能电池的产量已经超过日本和欧洲而居世界第一。然而光伏应用市场的发展却非常缓 慢，光伏累计安装量大约只占世界的 1%，
5、应用技术水平与国外相比还有相当大的差距。 光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要求和当地的气象、地理条件来决定系 统的配置，由于目前光伏发电成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性 的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。为了提高太阳能的转换效率，获取更多 的有效能源，满足人类的能源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的 人力与物力。我国对太阳能光伏电源系统的 研究还处于世界低等水平，产品的性能还 有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战我们应该加大对太阳能光伏系统的研 究，以满足人类未来对能源的需求本文从理论出发阐述了太阳能光伏电源的原理及其组 成结构；结合科
6、研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光伏电源模 拟系统，根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏发电的影响因素，合理优化了系统的 配置，以提高系统的性能，最终提高了太阳能的转换效率。 2 第一章第一章 绪论绪论 1.1 太阳能光伏发电的现状以及优势和前景太阳能光伏发电的现状以及优势和前景 1.1.1 太阳能光伏发电的现状太阳能光伏发电的现状 能源是人类社会存在与发展的重要物质基础。目前世界能源结构是以煤炭、石油、 天然气等化石能源为主体的结构。而化石能源是不可再生的资源， 大量消耗终将枯竭， 并且在生产和消费的过程中有大量污染物排放，破坏生态与环境。 为保证人类稳定、 持久的能源供应， 必须优化现存的以资源有限、 不可再生的化石能源为主体的能源结构， 建立资源无限、可以再生、多样化的新能源结构，走经济社会可持续发展之路。为保护 人类赖以生存的地球生态环境， 必须采取措施减少化石能源的耗用， 大力开发利用清洁、 干净的新能源和可再生能源，走与生态环境和谐的绿色能源之路。可再生能源，包括太 阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能，是广泛存在、用之不竭、
