小型太阳能发电站毕业设计

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1、 大学本科毕业设计(论文) 第 1 页 毕 业 论 文 作作 者者: : 教学点教学点: : 专专 业业: : 机电一体化 题题 目目: : 小型太阳能电站的设计 指导者：指导者： 讲师讲师 评阅者：评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 年 月 大学本科毕业设计(论文) 第 2 页 目录目录 第一章 绪论 . 4 1.1 本课题研究的背景和意义 . 4 1.2 太阳能发电研究现状 . 4 1.2.1 国外太阳能发电现状 . 4 1.2.2 我国太阳能发电现状 . 6 1.2.2 太阳能发电发展趋势 . 8 1.3 本课题研究主要内容 . 8 第二章太阳能光伏发电站的组成和原理 10 2.1

2、太阳能发电站系统的组成 10 2.1.1 离网发电系统 10 2.1.2 并网发电系统 11 2.2 光伏电池的工作原理和输出特性 11 2.2.1 光伏电池工作原理及分类 . 11 2.2.2 光伏电池的输出特性 13 2.3 蓄电池及其充电方式 16 2.3.1 蓄电池的选择 . 16 2.3.2 铅蓄电池充电方式的选择 17 第三章 最大功率点跟踪原理和方法 . 21 3.1 太阳能最大功率点跟踪 21 3.3 小结 22 大学本科毕业设计(论文) 第 3 页 第四章 基于 SPWM 波的正弦波逆变器的设计 24 4.1 逆变器的主要功能和分类 24 4.2 PWM 波形工作基本原理 .

3、 25 4.3 SPWM 波的生成 27 4.3.1 自然法生成 SPWM 27 4.3.2 规则采样法生成 SPWM 波 . 29 4.4 SPWM 逆变器电路的设计 29 4.4.1 逆变主电路架构及功能 29 4.4.2 桥式逆变器数学模型 30 4.4.3 全桥逆变器数学模型 . 30 4.4.4 三角形波产生电路 32 4.4.5 标准正弦波产生电路 35 4.4.6 全桥式逆变器电路原理框图 36 4.4.7 SPWM 产生电路 37 4.4.8 闭环控制电路 40 结 论 . 44 致 谢 45 参考文献 46 大学本科毕业设计(论文) 第 4 页 第一章第一章 绪论绪论 1.1

4、 本课题研究的背景和意义本课题研究的背景和意义 根据世界能源权威机构的分析,世界已探明的主要矿物燃料储量和开采量不容世人乐 观。 石油剩余可采年限仅有 41 年,其年占世界能源总消耗量的 40.5%;天然气剩余可采年 限61.9年,其年占世界能源总消耗量的24.10%;煤炭剩余可采年限230年,其年占世界能 源总消耗量的25.2%;铀剩余可采年限73年,其年占世界能源总消耗量的7.6%;另有水力, 其年占世界能源总消耗量的 2.6%。 传统的燃料能源正在一天天减少,能源问题已经成为不容忽视的全球性问题。寻找新能 源,已经成为当务之急。很快人们就把目光聚焦在了身边的可再生能源,风能、太阳能、 地

5、热、生物质发电这些新能源都成为替代传统一次性能源的新目标。而每天丰富的 太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,无污染,廉价,是人类能够自由利用的能源,成为最 先纳入人们视野的最佳选择。太阳能每秒钟到达地面的能量高达 80 万千瓦,如果把地球 表面 0.1%的太阳能转为电能,转变率为 5%,每年发电量可达 5.6*1012 万千瓦时,相当于 目前世界上能耗的 40 倍左右。 1.2 太阳能发电研究现状 1.2.1 国外太阳能发电现状 自从 20 世纪 70 年代全球发生世界性石油危机以来,太阳能光伏发电技术在西方 发达国家引起了极大的重视,各国政府从环境保护和能源可持续发展战略的角度出发, 纷纷制定

6、政策,鼓励和支持太阳能光伏发电技术。光伏发电技术带来的产业在政策法 规的强力助推下,呈快速、增速发展。根据欧洲光伏工业协会(EPIA)的研究报告,全球 光伏产业在过去十年高速发展,增长速度逐年递增,从 1998 年到 2008 年,全球累计光 伏装机容量年均增长率在 30以上,见图 1.1 大学本科毕业设计(论文) 第 5 页 图1.1 历年全球光伏发电累计容量 2008全球累计装机容量已接近15GW,比2007年的9GW增加了5.6GW,增长率创新高, 达到60%。在各国的政策扶持下,光伏产业蓬勃发展并且开始向一些发展中国家扩展, 这对于能源和环境来说都是利好消息。在目前全球经济危机影响下,短期内光伏发电 市场并不稳定,但是未来迅猛发展的趋势是不会改变的。 采用情景分析的方 法,就政策驱动情景和正常发展情对未来年全球的光伏市场、太阳能电池供给与需 求、多晶硅技术与薄膜生产