1、 I 课 程 设 计课 程 设 计 课程名称课程名称：太阳能光伏发电系统的设计与施工 班班 级级： 10 光伏发电一班 专专 业业： 光伏发电技术及应用 摘摘 要要 随着时代的发展，人类对能源的需求越来越多，新能源开发是解决能 源问题的根本途径，而太阳能光伏发电正是新能源和可再生能源的重要组 成部分。本文主要研究独立光伏发电系统，它有着相当广泛的应用。独立 光伏系统主要包括了光伏电池、 蓄电池组、 充电器和逆变器四个组成部分， 本文对独立光伏系统中的最大功率点跟踪和蓄电池管理等关键技术进行 深入研究，并给出了相对完整的独立光伏系统设计。蓄电池的管理也是独 立光伏系统的一个重要组成环节，本文采用
2、了三阶段充电的策略来对蓄电 池进行充电， 再结合过充保护和过放保护来实现蓄电池的充放电管理。 本 文最后给出了独立光伏系统的完整设计，包括系统的结构、拓扑的选择、 控制资源的分配、功率器件选择、磁性元件设计，以及变换器关键驱动电 路和采样电路的设计。 关键词: :独立光伏系统、光伏电池、最大功率点跟踪、蓄电池管理、光 伏系统设计 目目 录录 摘摘 要要 IIII 第一章第一章 绪绪 论论 1 1 1.1 太阳能的重要性 . 1 1.2 光伏发电系统设计与施工的必要性 . 1 1.3 发展太阳能光伏发电的意义 . 2 第二章第二章 新余市的基本气象及地理情况新余市的基本气象及地理情况 2 2 2
3、.1 新余市的基本气象 . 2 2.2 新余市的地理情况 . 3 第三章第三章 太阳能光伏发电系统的设计太阳能光伏发电系统的设计 3 3 3.1 太阳能光伏发电系统的基本工作原理及组成 . 3 3.1.1 太阳能光伏发电系统的基本工作原理 . 3 3.1.2 太阳能光伏发电系统的组成 . 3 3.2 太阳能光伏发电系统的设计 . 4 3.2.1 太阳能电池光伏组件的设计 . 4 3.2.2 蓄电池组的设计 . 5 3.2.3 太阳电池组件安装最佳倾角的设计 . 5 3.2.4 太阳电池组件方位角的计算 . 6 第四章第四章 太阳电池组件支架的设计与选材太阳电池组件支架的设计与选材 . . 6
4、6 4.1 光伏组件支架载荷分析 . 6 4.2 光伏组件的整体设计 . 8 4.3 太阳电池组件支架的选择 . 9 4.4 光伏支架规格及设计参数 10 参考文献参考文献 1212 课程设计心课程设计心得体会得体会 1313 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 太阳能的重要性 随着化石能源的逐步消耗，能源危机已展现在人类眼前，在 21 世纪初进行的关于世界能源储量调查显示：石油可采量为 39.9 年， 天然气可采量为 61 年；煤炭可采量为 227 年 1。由于一次能源的 日益缺乏以及由此而引发的能源安全问题的日益暴露，合理开发太阳 能资源就显得具有非常重要的战略意义。太阳能作为可利用的能源，
5、 目前主要有三大应用技术领域， 即光热转换、 光电转换和光化学转换。 太阳能光伏技术，即太阳能发电技术，因为不消耗矿物燃料、无污染、 价格较低、使用安全方便等特点，备受世界各国的重视，日益成为太 阳能应用的主要研究方向 2。最近 5 年，世界光伏产业发展非常迅 速，年平均增长率达到 71%(从 2005 年的 1.76 GW 增加到 2010 年 的 27.20 GW)。未来的城市是绿色城市，未来的建筑是绿色建筑。而 绿色城市和绿色建筑的一个显著的特点是太阳能技术得到充分利用， 因此，我们可以从另一个层面去说绿色建筑就是“太阳能建筑” ，而 绿色城市就是“太阳能城市” 。目前，国内外学者对太阳
6、能在绿色建 筑中有效利用进行了很多研究。王建平等人提出了太阳能 - 地源热 泵式空调系统的研究 3；安大伟等人通过实际工程的分析提出了独立 光伏发电系统在节能型建筑中的应用研究 4；刘寅等人通过系统模拟 以及实验研究提出了太阳能-空气复合热源热泵系统性能研究 5。 本文旨在针对光伏发电系统造价成本高，发电效率低，要发出足 够的电则就要大量的硅材料的基础上，通过光伏发电的计算过程分析 如何在光伏材料一定的情况下增大发电量，提高整个系统的使用效 率。并结合工程理论分析其在不同类型建筑与环境下的经济性，最终 得出结论，太阳能光伏发电只有在绿色建筑中合理有效的利用，才能 发挥光伏发电的最大优势，最充分的利用太阳能发电。 1.2 光伏发电系统设计与施工的必要性 随着社会经济的飞速发展，能源供需矛盾和环境问题压力将会进 一步显现， 能源结构也将面临重大挑战。 目前全球化石能源日渐紧缺， 核电的发展又受到核能安全的制约，能源问题日益成为制约社会经济 发展的瓶颈，能源压力越来越大，大力发展可再生能源已成为我国经 济发展
