光伏毕业论文参考
目录摘要1
ABSTRACT 2
1 绪论3
2 太阳能光伏电源系统的原理及组成4
2.1 太阳能电池方阵4
2.1.1 太阳能电池的工作原理5
2.1.2 太阳能电池的种类及区别5
2.1.3 太阳能电池组件5
2.2 充放电控制器6
2.2.1 充放电控制器的功能7
2.2.2 充放电控制器的分类7
2.2.3 充放电控制器的工作原理8
2.3 蓄电池组9
2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9
2.3.2 铅酸蓄电池组的结构10
2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理10
2.4 直流-交流逆变器11
2.4.1 逆变器的分类11
2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12
2.4.3 逆变器的主要性能指标12
2.4.4 逆变器的功率转换电路的比较14
3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16
3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理17
3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计17
3.1.2 太阳能光伏电源系统的硬件设计19
3.2 太阳能光伏电源系统的影响因素20
4 总结21 致谢参考文献
摘要
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，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件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，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然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，最后根据理论研究成果，利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
Topic：
The Design of Photovoltaic Power
Abstract
Photovoltaic power generation is a technology of being energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect .The key components of this technology is the solar cell. Solar cells in series can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together with the battery, charge and discharge controller, inverter and other components to form a photovoltaic device. This paper introduces the principle of solar photovoltaic power system and its components, a preliminary understanding of the principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the working principle of each functional module and its role in the system, the final results of theoretical studies based the use of hardware and software combination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of system factors.
Keywords ：photo-voltaic effect ；Solar cells ；batteries; charge and discharge controller; inverter.
1 绪论
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，逐步改变能源消费结，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在不断扩大，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%，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电源的影响因素，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 太阳能光伏电源系统的原理及组成
太阳能光伏电源系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接
转换成电能的发电系统。它由太阳能电池方阵、充电放电控制器、蓄电池组、直流/交流逆
变器等部分组成，其系统组成如图2-1 所示。
图2-1 太阳能光伏电源系统示意图
2.1 太阳能电池方阵
太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4 cm 2到100 cm 2不等。太阳能电池单
体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20—25mA/ cm 2, 一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作
为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串并组合安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率（见图2-2）。
图2-2 太阳能电池单体、组件和方阵
2.1.1 太阳能电池的工作原理
光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN 结中产生一对对正负电荷，由于在PN 结区域的正负电荷被分离，因而可以产生一个外电流场，电流从晶体硅片电池的低端经过负载流到电池的顶端。这就是“光生伏打效应”。
将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池就产生了电流；太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由电子，多余的能量将使电池发热，伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。
2.1.2 太阳能电池的种类及其区别
目前世界上有 3 种已经商品化的硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池。对于单晶硅太阳能电池，由于所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质，使单晶硅的使用成本比较昂贵。多晶硅太阳能电池的晶体方向的无规则性，意味着正负电荷对并不能全部被PN 结电场所分离，因为电荷对在晶体与晶体之间的边界上可能由于晶体的不规则而损失，所以多晶体硅太阳能电池的效率一般比单晶体硅太阳能电池低，多晶体硅太阳能电池用铸造的方法生产，所以它的成本比单晶体硅太阳能电池的低。非晶体硅太阳能电池属于薄膜电池，
造价低廉，但光电转换效率比较低，稳定性也不如晶体硅太阳能电池，目前多数用于弱光性电源，如手表、计算器等。一般产品化单晶硅太阳能电池的光电转换效率为13%-15%；多晶硅太阳能电池的光电转换
效率为11%-13%；非晶硅太阳能电池的光电转换效率为5%-8% 。
2.1.3 太阳能电池组件
一个太阳能电池只能产生大约0.5V 电压，远低于实际应用所需要的电压，为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。一个组件上，太阳能电池的标准数量是36 片，能提供大约17V 电压，正好能为额定电压为12V 的蓄电池进行有效的充电。
通过导线连接的太阳能电池被密封成物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雨等能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。
太阳能电池组件的电气特性主要是指电流-电压输出特性，也称为V-I 特性曲线，如图2-3 所示。V-I 特性曲线显示了通过太阳能电池组件传送的电流Im 与电压Vm 在特定的太阳辐照度下的关系。如果太阳能电池组件电路短路即V=0，此时的电流称为短路电流Isc；如果
电路开路即1=0,此时的电路称为开路电压Voc。太阳能电池组件的输出功率等于流经该组件的电流与电压的乘积，即P=V*I 。
图2-3 太阳能电池的电流-电压特性曲线
I :电流Isc :短路电流Im :最大工作电流
V :电压Voc：短路电压Vm :最大工作电压
当太阳能电池组件的电压上升时，例如通过增加负载的电阻值或组件的电压从零（短路条件下）开始增加时，组件的输出功率亦从零开始增加；当电压达到一定值时，功率可达到最大，这时当阻值继续增加时，功率将越过最大点，并逐渐减少至零，即电压达到开路电压Voc。太阳能电池的内阻呈现出强烈的非线性，在组件的输出功率达到最大点，称为最大功率点，
该点所对应的电压，称为最大功率点电压Vm （又称为最大工作电压）；该点所对应的电流，
称为最大功率点电流Im （又称为最大工作电流）；该点的功率称为最大功率Pm。太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳能电池的温度。太阳的辐照度越强，输出的功率越大；太阳光谱分布越密集，输出功率越大；太阳能电池的温度越高，开路电压越低，输出功率越低。
2.2 充电放电控制器充放电控制器是能自动防止蓄电池组过充电和过放电并具有简单测量功能的电子设
备。
由于蓄电池组的循环充放电次数及充放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控
制蓄电池组过充电或过放电的充电放电控制器是必不可少的设备。
2.2.1 充电放电控制器的功能
控制器的功能:
（1）高压（HVD ）断开和恢复功能:控制器应具有输入高压断开和恢复连接的功能。
（2）欠压（LVG）告警和恢复功能：当蓄电池电压降到欠压告警点时，控制器应能自动发出声光告警信号。
（3）低压（LVD ）断开和恢复功能：这种功能可防止蓄电池过放电。通过一种继电器或电子开关连结负载，可在某给定低压点自动切断负载。当电压升到安全运行范围时，负载将自动重新接入或要求手动重新接入。有时，采用低压报警代替自动切断。
（4）保护功能:
①防止任何负载短路的电路保护。
②防止充电控制器内部短路的电路保护。
③防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护。
④防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护。
⑤在多雷区防止由于雷击引起的击穿保护。
（5）温度补偿功能：当蓄电池温度低于2 5C时，蓄电池应要求较高的充电电压，以便完成充电过程。相反，高于该温度蓄电池要求充电电压较低。通常铅酸蓄电池的温度补赏系数为－
5mv/oC/CELL 。
2.2.2 充放电控制器的分类
光伏充电控制器基本上可分为五种类型: 并联型、串联型、脉宽调制型、智能型和最大功率
跟踪型。
（1）并联型控制器:当蓄电池充满时，利用电子部件把光伏阵列的输出分流到内部并联电阻器或功率模块上去，然后以热的形式消耗掉。因为这种方式消耗热能，所以一般用于小型、低功率系统，例如电压在12 伏、20 安以内的系统。这类控制器很可靠，没有如继电器之类的机械部件。
（2）串联型控制器:利用机械继电器控制充电过程，并在夜间切断光伏阵列。它一般用于
较高功率系统，继电器的容量决定充电控制器的功率等级。比较容易制造连续通电电流在
45 安以上的串联控制器。
（3）脉宽调制型控制器：它以PWM 脉冲方式开关光伏阵列的输入。当蓄电池趋向充满时，脉冲的频率和时间缩短。按照美国桑地亚国家实验室的研究，这种充电过程形成较完整的充电状态，它能
增加光伏系统中蓄电池的总循环寿命。
（4）智能型控制器：采用带CPU 的单片机（如Intel 公司的MCS51 系列或Microchip 公司PIC 系列）对光伏电源系统的运行参数进行高速实时采集，并按照一定的控制规律由软件程序对单路或多路光伏阵列进行切离/接通控制。对中、大型光伏电源系统，还可通过单片机
的RS232 接口配合MODEM 调制解调器进行远距离控制。
（5）最大功率跟踪型控制器：将太阳电池的电压U和电流I检测后相乘得到功率P,然后
判断太阳电池此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，则调整脉宽，调制输出占空比 D ，改变充电电流，再次进行实时采样，并作出是否改变占空比的判断，通过这样寻优过程可保证太阳电池始终运行在最大功率点，以充分利用太阳电池方阵的输出能量。同时采用PWM 调制方式，使充电电流成为脉冲电流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。
2.2.3 充放电控制器的工作原理
（1）单路并联型充放电控制器（如图2-4）
图2-4 单路并联型充放电控制器
并联型充放电控制器充电回路中的开关器件T1 是并联在太阳电池方阵的输出端，当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，开关器件T1 导通，同时二极管D1 截止，则太阳电池方阵的输出电流直接通过T1 短路泄放，不再对蓄电池进行充电，从而保证蓄电池不会出现过充电，起到“过充电保护”作用。
D1 为防“反充电二极管” ，只有当太阳电池方阵输出电压大于蓄电池电压时，D1 才能导通，反之D1 截止，从而保证夜晚或阴雨天气时不会出现蓄电池向太阳电池方阵反向充电，起到“放反向充电保护”作用。
开关器件T2 为蓄电池放电开关，当负载电流大于额定电流出现过载或负载短路时，T2 关断，起到“输出过载保护”和“输出短路保护”作用。同时，当蓄电池电压小于“过放电压”时，T2 也关断，进行“过放电保护” 。
D2 为“防反接二极管” ，当蓄电池极性接反时，D2 导通使蓄电池通过D2 短路放电，产生很大电流快速将保险丝BX 烧断，起到“防蓄电池反接保护”作用。检测控制电路随时对蓄电池电压进行检测，当电压大于“充满切离电压”时使T1 导通进行“过充电保护” ；当电压小于“过放电压”时使T2 关断进行“过放电保护” 。
（2）串联型充放电控制器：
串联型充放电控制器和并联型充放电控制器电路结构相似，唯一区别在于开关器件T1 的接法不同，并联型T1 并联在太阳电池方阵输出端，而串联型T1 是串联在充电回路中。当蓄电池电压大于“充满切离电压” 时，T1关断，使太阳电池不再对蓄电池进行充电，起到“过
充电保护”作用。
其它元件的作用和串联型充放电控制器相同，不再赘述。
2.3蓄电池组
蓄电池组是光伏电站的贮能装置，由它将太阳能电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能贮存起来，以供应用。
2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的基本要求太阳能光伏电源系统对所用蓄电池组的基本要求是：
(1) 自放电率低；
(2) 使用寿命长；
(3) 深放电能力强；
(4) 充电效率高；
(5) 少维护或免维护；
(6) 工作温度范围宽；
(7) 价格低廉。光伏电站中与太阳能电池方阵配用的蓄电池组通常是在半浮充电状态下长期工作，它的电能量比用电负荷所需要的电能量要大，因此，多数时间是处于浅放电状态。当冬季和连阴天由于太阳辐射能减少，而出现太阳能电池方阵充电不足的情况时，可启动光伏电站备用电源—柴油发电机组给蓄电池组补充充电，以保持蓄电池组始终处于浅放电状态。固定式铅酸蓄电池性能优良、质量稳定、容量较大、价格较低,是我国光伏电站目前选用的主要贮能装置。
2.3.2 铅酸蓄电池组的结构铅酸蓄电池主要由正极板组、负极板组、隔板、容器、电解液及附件等部分组成。极板组是由单片极板组合而成，单片极板又由基极(又叫极栅)和活性物质构成。铅酸蓄电池的正负极
板常用铅锑合金制成，正极的活性物是二氧化铅，负极的活性物质是海绵状纯铅。极板按其构造和活性物质形成方法分为涂膏式和化成式。涂膏式极板在同容量时比化成式极
板体积小、重量轻、制造简便、价格低廉，因而使用普遍;缺点是在充放电时活性物质容易脱落，因而寿命较短。化成式极板的优点是结构坚实，在放电过程中活性物质脱落较少，因此寿命长；缺点是笨重，制造时间长，成本高。隔板位于两极板之间，防止正负极板接触而造成短路。材料有木质、塑料、硬橡胶、玻璃丝等，现大多采用微孔聚氯乙烯塑料。电解液是用蒸馏水稀释纯浓硫酸而成。其比重视电池的使用方式和极板种类而定，一般在
1.200—1.300(25 C )之间(充电后)。容器通常为玻璃容器、衬铅木槽、硬橡胶槽或塑料槽等。
2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来，使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。它是用两个分离的电极浸在电解质中而成。由还原物质构成的电极为负极。由氧化态物质构成的电极为正极。当外电路接近两极时，氧化还原反应就在电极上进行，电极上的活性物质就分别被氧化还原了，从而释放出电能，这一过程称为放电过程。放电之后，若有反方向电流流入电池时，就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态。这种可重复使用的电池，称为二次电池或蓄电池。如果电池反应的可逆变性差，那么放电之后就不能再用充电方法使其恢复初始状态，这种电池称为原电池。电池中的电解质，通常是电离度大的物质，一般是酸和碱的水溶液，但也有用氨盐、熔融盐或离子导电性好的固体物质作为有效的电池电解液的。以酸性溶液(常用硫酸溶液)作为电解
质的蓄电池，称为酸性蓄电池。铅酸蓄电池视使用场地，又可分为固定式和移动式两大类。铅酸蓄电池单体的标称电压为2V 。实际上，电池的端电压随充电和放电的过程而变化。
铅酸蓄电池在充电终止后，端电压很快下降至 2.3 伏左右。放电终止电压为 1.7—1.8 伏。若再继续放电，电压急剧下降，将影响电池的寿命。铅酸蓄电池的使用温度范围为+ 40C ——40 Co铅酸蓄电池的安时效率为85% —90% ,瓦时效率为70% ,它们随放电率和温度而改变。
2.4 直流-交流逆变器
众所周知，整流器的功能是将50HZ 的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆向过程，被称之为“逆变”由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。
2.4.1 逆变器的分类根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据输出波形的不同，可分为方波逆变器和正弦波逆变器；根据逆变器使用的半导体器件类型不同，可分为晶
体管逆变器、MOSFET 模块及可关断晶闸管逆变器等；根据功率转换电路的不同，又可分为推挽电路、桥式电路和高频升压电路逆变器等。
（1）方波逆变器：方波逆变器输出的交流电压波形为50HZ 方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同，但共同的特点是线路比较简单，使用的功率开关管数量少。设计功率一般在几十瓦至几百瓦之间。
方波逆变器的优点是：价格便宜，维修简单。缺点是：由于方波电压中含有大量高次谐波，在以变压器为负载的用电器中将产生附加损耗，对收音机和某些通信设备也有干扰。此外，这类逆变器中有的调压范围不够宽，有的保护功能不够完善，噪声也比较大。
（2）正弦波逆变器：正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。
正弦波逆变器的优点是：输出波形好，失真度低，对通信设备无干扰，噪声也很低。此外，保护功能齐全，对电感性和电容型性负载适应性强。
缺点是：线路相对复杂，对维修技术要求高，价格较贵。
2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成，而逆变器是其中关键部件。光伏发电系统对逆变器的技术要求如下：
（1）要求具有较高的逆变效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。
（2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保
护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。
（3）要求直流输入电压有较宽的适应范围。由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其
端电压可在10V-16V 之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。
（4）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附
加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对供电品质有较高的要求。
另外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波形。
2.4.3 逆变器的主要技术性能指标
（1）额定输出电压：在规定的输入直流电压允许的波动范围内，它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定精度有如下规定：
① 在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，例如，其偏差不超过额定值的± 3％或± 5 ％。② 在负载突变（额定负载的0％?50 ％?100 ％）或有其它干扰因素影响动态情况下，其输
出电压偏差不应超过额定值的±8％或± 10％。
（2）逆变器应具有足够的额定输出容量和过载能力：逆变器的选用，首先要考虑具有足够的额定容量，以满足最大负荷下设备对电功率的需求。额定输出容量表征逆变器向负载供电的能力。额定输出容量值高的逆变器可带更多的用电负载。但当逆变器的负载不是纯阻性时，也就是输出功率因数小于1 时，逆变器的负载能力将小于所给出的额定输出容量值。
（3）输出电压稳定度：在独立光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备。当标称电压为12V 的蓄电池处于浮充电状态时，端电压可达13.5V ，短时间过充状态可达15V 。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V 或更低。蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30％左右。这就要求逆变器具有较
好的调压性能，才能保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电。输出电压稳定度表征逆变器输出电
压的稳压能力。多数逆变器产品给出的是输入直流电压在允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差百
分数，通常称为电压调整率。高性能的逆变器应同时给出当负载由0%T 100％变化时，该逆变器输出电压的偏差百分数，通常称为负载调整率。性能良好的逆变器的电压调整率应三± 3%,负载调整率应W±6%。
（4）输出电压的波形失真度：当逆变器输出电压为正弦波时,应规定允许的最大波形失真度（或谐波含量）。通常以输出
电压的总波形失真度表示,其值不应超过5%。
（5）额定输出频率：
逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz。正常工作条件下其
偏差应在± 1%以内。
（6）负载功率因数：
“负载功率因数” 表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条件下, 负载功率因数为0.7－0.9（滞后）,额定值为0.9。
（7）额定输出电流（或额定输出容量）：
它表示在规定的负载功率因数范围内, 逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量,其单位以VA 或kVA 表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1（即纯
阻性负载）时,额定输出电压与额定输出电流的乘积。
（8）额定逆变输出效率：
整机逆变效率高是光伏发电用逆变器区别于通用型逆变器的一个显著特点。10 千瓦级的通
用型逆变器实际效率只有70%－80%,将其用于光伏发电系统时将带来总发电量20%－30%的电能损耗。光伏发电系统专用逆变器, 在设计中应特别注意减少自身功率损耗, 提高整机效率。这是提高光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。在整机效率方面对光伏发电专用逆变器的要求是：千瓦级以下逆变器额定负荷效率》80%—85%,低负荷效率》65% —75%; 10千瓦级逆变器额定负荷效率》85%—90%，低负荷效率》70%—80%。逆变器的效率值表征自身功率损耗的大小, 通常以百分数表示。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。千瓦级以下的逆变器效率应为
80%—85%, 10 千瓦级的逆变器效率应为85%—90%。逆变器效率的高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有着重要影响。
（9）保护功能：光伏发电系统正常运行过程中，因负载故障、人员误操作及外界干扰等原因而引起的供电系统过流或短路，是完全可能的。逆变器对外部电路的过电流及短路现象最为敏感，是光伏发电系统中的薄弱环节。因此，在选用逆变器时，必须要求具有良好的对过电流及短路的自我保护功能。这是目前提高光伏发电系统可靠性的关键所在。
① 过电压保护：对于没有电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压的防护措施，以使负载免受输出过电压的损害。
② 过电流保护：逆变器的过电流保护，应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。
（10）起动特性：它表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全，有时采用软起动或限流起动。
（11）噪声：
电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时，其噪声应不超过65dB 。
2.4.4 逆变器的功率转换电路比较
逆变器的功率转换电路一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，其主电路分
别如图2-5 和图2-6 所示。
图2-5 所示的推挽电路，将升压变压器的中心抽头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电输出。由于功率晶体管共地连接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可
限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。
图2-6所示的全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率开关管T 3、T 6和T 4、T 5反相,
T 3和T 4相位互差180°，调节T 3和T 4的输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有能使T 5和T6共同导通的功能，因而具有续流回路，即使对感性负
载，输出电压波形也不会产生畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共态导通，在T 3、
T 6及T 4、T 6之间必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。
图2-5 推挽式逆变器电路原理框图
图2-6 全桥逆变器电路原理框图
图2-7 为高频升压电路，由于推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，而工频升压
变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换
技术实现逆变，可实现高功率密度逆变。这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构
（T1、T2）,但工作频率均在20KHZ以上，升压变压器B1采用高频磁芯材料，因而体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在250 V以上），再通过工频全桥逆变电路（T3、T4、T5、T6 ）实现逆变。采用
该电路结构，使逆变电路功率密度大大提高，逆变器的空载损耗也相应降低，效率得到提高。该电路的缺点是电路复杂，可靠性比上述两种电路偏低。
图2-7 高频升压电路
3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素太阳能光伏电源系统的总体框图如图3-1 所示。
图3-1 系统总体框图由图3-1 可知，整个系统包含充电和逆变两个主要环节。太阳电池是本系统赖以工作的基础，它的效率直接决定系统的效率。
3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理太阳能光伏电源系统的设计分为软件设计和硬件设计，且软件设
计先于硬件设计。
3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计软件设计包括：负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算和二者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算等。本系统软件采用模块化设计，包括主程序模块、WG 模块、PI 调节模块和MPPT 模块等。其中主程序模块完成系统的初始化，各单元赋初值，判断有无运行信号及对各种故障的判断。同时，为避免启动时出现过大的峰值电流，系统采用软启动方式，使输出电压呈斜坡上升至给定值。WG 中断模块主要是从正弦表中取出相应的正弦值，然后送入WG —COMPX 寄存器，从而得到不同脉宽的SPWM波。PI调节模块主要是使系统输出电压在突加负载时讯速稳定为
220V 。MPPT 模块主要是完成太阳电池的最大功率点跟踪。
充电程序主要由12/ 24 V 电池电压的自动识别、太阳能电池板和电池之间的自动匹配、电池未接判断、电池极性接反识别、过充保护和充电终点判断部分组成,如图3-2
充电主程序流程图。
太阳能光伏发电系统_毕业论文
毕 业 论 文 题目太阳能光伏发电系统 学院 __________江西太阳能科技职业学院___ 专业 _________光伏发电技术及应用___ __
摘要 本系统采用C8051F020为控制核心，实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能，通过正弦波脉宽调制技术（SPWM）控制全桥逆变将直流电变为交流电，再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示功能。 关键词：C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords：C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection
光伏控制系统毕业论文
光伏控制系统论文 目录 设计总说明 ............................................................... I III 1 绪论 (1) 1.1 太阳能光伏发电的研究背景 (1) 1.2 太阳能光伏发电发展历程与现状 (1) 1.3 太阳能光伏发电系统介绍 (2) 2 太阳能光伏发电并网装置 (3) 2.1 太阳能光伏并网装置总体功能描述 (3) 2.2 各电路模块在并网装置中的作用 (3) 2.2.1 主电路模块 (3) 2.2.2 驱动电路 (4) 2.2.3 采样电路 (4) 2.3 控制系统在并网装置中的作用 (4) 3 控制系统的硬件设计 (5) 3.1 控制系统的方案选择 (5) 3.2 器件介绍 (6) 3.2.1 dsPIC30F6010A介绍 (6) 3.2.2 MC54HC244介绍 (14)
3.2.3 TLP521介绍 (14) 3.2.4 2SC0108T介绍 (15) 3.3控制电路功能描述 (16) 3.3.1PWM输出电路 (17) 3.3.2 SPWM输出电路 (18) 3.3.3 短路保护电路 (19) 3.3.4 最大功率点跟踪（MPPT） (20) 3.4硬件电路小结 (21) 4 控制系统的软件设计 (22) 4.1 编程要求 (22) 4.2 编程环境 (22) 4.3 指令介绍 (26) 4.4 端口选择 (26) 4.5 程序算法和流程图 (29) 4.5.1 PWM波算法与流程图 (29) 4.5.2 SPWM波算法与流程图 (30) 4.6 软件设计小结 (42) 5 结论 (44) 参考文献 (48) 致谢 (49) 附录A (50) 附录B (52)
光伏毕业论文参考
目录摘要1 ABSTRACT 2 1 绪论3 2 太阳能光伏电源系统的原理及组成4 2.1 太阳能电池方阵4 2.1.1 太阳能电池的工作原理5 2.1.2 太阳能电池的种类及区别5 2.1.3 太阳能电池组件5 2.2 充放电控制器6 2.2.1 充放电控制器的功能7 2.2.2 充放电控制器的分类7 2.2.3 充放电控制器的工作原理8 2.3 蓄电池组9 2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9 2.3.2 铅酸蓄电池组的结构10 2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理10 2.4 直流-交流逆变器11 2.4.1 逆变器的分类11 2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12 2.4.3 逆变器的主要性能指标12 2.4.4 逆变器的功率转换电路的比较14 3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16 3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理17 3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计17 3.1.2 太阳能光伏电源系统的硬件设计19 3.2 太阳能光伏电源系统的影响因素20 4 总结21 致谢参考文献 摘要 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，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件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，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然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，最后根据理论研究成果，利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
哈密东南山口50Mwp光伏电站设计毕业设计论文
毕业设计（论文） 题目新疆哈密东南山口 50Mwp光伏电站设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
毕业论文———-XX地区光伏发电系统设计说明
本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目：XX地区光伏发电系统设计 学院：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电自XXX 学号： 学生： XXXX 指导教师： XXXX 20XX年 X 月XX 日
XX大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书 本人重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日期：
目录 摘要 .............................................................. IV 英文摘要 ......................................................... IV 第一章前言 .. (1) 1.1 本设计的目的和意义 (1) 1.2 太阳能光伏发电的优缺点 (1) 1.3 国外太阳能光伏发电研究现状 (2) 第二章光伏发电系统简介 (3) 2.1 系统组成与原理 (3) 2.2光伏发电系统的分类 (4) 2.2.1离网光伏发电系统 (4) 2.2.2并网光伏发电系统 (4) 第三章 CQ地区气象和地理的相关参数 (5) 第四章设计方案及各电气设备的设计 (6) 4.1 相关参数总述 (6) 4.2 太阳能电池组件设计 (6) 4.2.1太阳能电池组件的工作原理及分类 (6) 4.2.2太阳能电池组件的相关计算 (7) 4.2.3太阳能电池组件方位角和倾斜角的设计 (8) 4.2.4太阳能电池组件安装方式以及位置场所设计 (9) 4.2.5光伏方阵前后间距与遮挡物之间的间距设计 (9) 4.3 蓄电池选型 (10) 4.3.1铅酸蓄电池简介 (10) 4.3.2蓄电池的相关计算及设计 (11) 4.4逆变器的设计 (11) 4.4直流汇流箱的设计 (13) 4.5控制器的设计 (13)
电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目
电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目 1.无刷双馈电机的功率因数控制 2.基于Matlab的无刷双馈电机建模与仿真 3.复合励磁同步发电机励磁控制系统 4.新型混合型有源电力滤波器的研究 5.TCR型SVC控制系统 6.某电厂卸船机供电系统滤波器设计 7.复合励磁稀土永磁同步发电机的研究 8.稀土永磁直流无刷电机设计研究 9.盘式永磁同步发电机在风力发电中的开发与应用 10.基于DSP的交流不间断电源的研究 11.基于DSP的无刷直流电机控制系统研究 12.基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的研究 13.平衡变压器的优化设计 14.某型号电力变压器的电磁场分析 15.基于DSP的有源电力滤波器的设计 16.基于DSP的混合电力滤波器的设计 17.低噪声电机设计 18.永磁同步电动机数字化调速系统的研究 19.并联混合型有源电力滤波器的设计 20.超高压远距离输电线路的无功补偿 21.配电网高压无功调节装置的设计与优化
22.磁阀式可控电抗器的设计 23.变频空调系统的电气设计 24.三相感应电动机调速系统的建模与仿真 25.复合励磁多相同步调速电动机的研究与设计 26.变压器型可控电抗器的设计 27.静止无功补偿器的模型与分析 28.交流异步电力测功机系统的仿真分析 29.直驱型风力发电系统中机侧变流器的设计与仿真 30.直驱型风力发系统电网侧变流器的设计与仿真 31.调磁路式可控电抗器的仿真 32.调电路式可控电抗器的设计与仿真 33.变速恒频双馈风力发电系统的设计与仿真 34.大型风力发电机组变桨控制器的一种新型直流电源系统 35.兆瓦级风力发电电伺服独立变桨控制系统的设计 36.一种新型直驱型风力发电系统电池管理装置的设计 37.无刷交流励磁机电磁计算程序研究 38. 2.5MW永磁风力发电机的机械计算 39.兆瓦级风力发电机组变桨控制算法的研究 40.某幢办公楼的电气部分设计 41.某柴油机厂配电变电所电气系统设计 42.电机学实践教学改革探讨 43.太阳能光伏技术与应用
基于MPPT控制的光伏发电系统设计_本科毕业设计(论文)
本科毕业设计论文 基于MPPT控制的独立光伏发电系统设计 摘要 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进行深入研究。本文利用光伏电池的数学模型和等效电路，在MATLAB/Simulink中建立了光伏电池的仿真模型，得到了与实际光伏电池输出特性一致的仿真曲线，为进一步研究最大功率点跟踪打下了基础。最大功率点跟踪的方法有很多，但是应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法，本文对自适应占空比干扰法进行了详细的分析，给出了算法设计，并建立了光伏电池的仿真模型对算法进行了仿真，仿真结果验证了算法设计的正确。 关键词：独立光伏系统，光伏电池，最大功率点跟踪
The Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT Control ABSTRACT With the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy. Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed. KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT
光伏发电系统-毕业设计
1. 引言 日常生活和社会生产都离不开能源。人们通过直接或间接利用某些自然资源得到能，因而，把具有某种形式能量资源以及由它加工或转换得到的产品统称为能源。前者叫自然能源或一次能源，如矿物燃料、植物燃料、太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和潮汐能等，后者通常又把可再生的自然资源称为新能源，其围包括太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。矿物燃料（煤、石油、天然气等）又称为常规能源。 值得注意，几乎所有的自然资源，从广义的角度看都来自太阳能。由大气、陆地、海洋、生物等所接受的太阳能都是各种自然资源的源泉。矿物燃料是古生物长期沉积在地下形成的，它的形成源自远古的太阳能。[9]水的蒸发和凝结，风、雨、冰、雪等自然现象的动力也是靠太阳，因而水能、风能归根到底都来自太阳能。生物质能是通过光合、光化作用转化太阳辐射能取得的。由于太阳和月球对地球水的吸水作用产生潮汐能。 世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球截取的太阳能辐射能通量为1.7ⅹ1014kW,比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间；47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间；约23%是水蒸发、凝结的动力，风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接受的太阳能总量为1ⅹ1018kW·h。这相当于5ⅹ1014桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。 太阳的能量是如此巨大，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”，但是太阳辐射能的通量密度较低，大气层外为1353W/m2.太通过大气层时会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响，因而，太阳能对地球又呈
光伏毕业论文参考
目录 摘要 1 ABSTRACT 2 1 绪论 3 2太阳能光伏电源系统的原理及组成 4 2.1太阳能电池方阵 4 2.1.1太阳能电池的工作原理 5 2.1.2 太阳能电池的种类及区别5 2.1.3太阳能电池组件 5 2.2 充放电控制器 6 2.2.1充放电控制器的功能7 2.2.2 充放电控制器的分类7 2.2.3 充放电控制器的工作原理8 2.3蓄电池组9 2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9 2.3.2铅酸蓄电池组的结构10 2.3.3铅酸蓄电池组的工作原理10 2.4直流-交流逆变器11 2.4.1逆变器的分类11 2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12 2.4.3逆变器的主要性能指标12 2.4.4逆变器的功率转换电路的比较14 3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16 3.1太阳能光伏电源系统的设计原理17 3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设计17 3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设计19 3.2太阳能光伏电源系统的影响因素20 4 总结21 致谢 参考文献 摘要 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，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件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，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然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，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。
太阳能光伏电源毕业论文-设计
太阳能光伏电源毕业论文-设计
太阳能光伏电源毕业论文设计 目录 摘要 (1) ABSTRACT. 2 1 绪论 (3) 2太阳能光伏电源系统的原理及组成 (4) 2.1太阳能电池方阵 (4) 2.1.1太阳能电池的工作原理 (5) 2.1.2 太阳能电池的种类及区别 (5) 2.1.3太阳能电池组件 (5) 2.2 充放电控制器 (6) 2.2.1充放电控制器的功能 (7) 2.2.2 充放电控制器的分类 (7) 2.2.3 充放电控制器的工作原理 (8) 2.3蓄电池组 (9) 2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求 (9) 2.3.2铅酸蓄电池组的结构 (10) 2.3.3铅酸蓄电池组的工作原理 (10) 2.4直流-交流逆变器 (11) 2.4.1逆变器的分类 (11) 2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要求 (12) 2.4.3逆变器的主要性能指标 (12)
2.4.4逆变器的功率转换电路的比较 (14) 3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素 (16) 3.1太阳能光伏电源系统的设计原理 (17) 3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设计 (17) 3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设计 (19) 3.2太阳能光伏电源系统的影响因素 (20) 4 总结 (21) 致谢... 参考文献...
摘要 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，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件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，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然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，最后根据理论研究成果，利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Topic： The Design of Photovoltaic Power Abstract Photovoltaic power generation is a technology of being energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect .The key components of this technology is the solar cell. Solar cells in series can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together with the battery, charge and discharge controller, inverter and other components to form a photovoltaic device. This paper introduces the principle of solar photovoltaic power system and its components, a preliminary understanding of the principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the working principle of each functional module and its role in the system, the final results of theoretical studies based the use of hardware and software combination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of system factors.
太阳能光伏电站设计_毕业设计论文
毕业设计（论文）说明书 设计（论文）题目： 太阳能光伏电站设计
设计说明（论文）摘要： 光伏发电项目，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划；也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现；同时对推进太阳能利用及光伏电池组件产业的发展进程具有非常重大的示范意义，可充分促进硅矿、硅提炼、电池片生产、组件生产、系统集成应用整条产业链的发展，大规模带动就业，其社会政治、经济、环保等效益显著。 （1）太阳能是清洁干净、可再生的自然能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。 （2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置。 （3）光伏电池组件与建筑物完美结合。 （4）分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活。 （5）可起调峰作用。 该设计项目是利用学校区内5栋多媒体教学楼等空闲屋顶建设屋顶太阳能光电建筑项目。依据最先进的光伏建筑一体化的技术，将太阳能发电站与建筑本身完美地结合在一起。项目总的装机容量为650kWp（即光伏电站电池组件的峰值功率），采用的是高效的多晶硅组件电池板, 使用寿命在25年以上；项目整体系统效率在80%以上；光伏系统所发的电全部并入最近的400V变电站，并网使用（配置双向计量电表）。 该设计项目实际装机容量为645.12kWp，25年均发电量为73.7万度电，年均节约标准煤258吨，年均CO2节排778.7吨。 参考书目： 1. 电池组件标准: IEC61727:2004\IEC61215\IEC61730 2.《建筑结构载荷规范》 GB50009-2001 3、《钢结构设计规范》 GB50017-2003 4、《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2003 5、《建筑设计防火规范》 GBJ12-87（2001版） 6、《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 7、《光伏系统并网技术要求》 GB/T 19939-2005 8、《光伏发电站接入电力系统的技术规定》 GB/Z 19964-2005 9、《光伏系统电网接口特性》 GB/T 20046-2006 10、《电压波动和闪变》 GB 12326-200 11、《公共电网谐波》 GB/T 4549-1993
(完整版)单相光伏并网逆变器的研究40本科毕业论文41
单相光伏并网逆变器的研究
轮机工程学院
摘要 能源危机和环境问题的不断加剧，推动了清洁能源的发展进程。太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源，具有广阔应用前景。并且伴随“智能电网”理论的兴起，分布式电力系统正日益受到关注，光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式，使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。 论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上，探讨了光伏逆变系统的主要关键技术，对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。 为研究光伏逆变系统，本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型，主要包括光伏电池模块，前级DC/DC变换器，后级DC/AC逆变器，以及相应的控制模块。为了提高系统模型的准确性及稳定性，论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型，提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并且将正弦脉冲宽度调制技术（SPWM）应用于逆变器控制。最后在Matlab/Simulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型，完成系统性的实验验证。 经过仿真实验验证，所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行，且输出达到了设计要求，为进一步实现并网功能提供了条件，具有较高的实用参考价值。 关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；光伏逆变系统；正弦脉冲调制技术
ABSTRACT With intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy has got a promotion. The solar energy has a broad application because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System has earned more attention. As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the
光伏发电毕业设计题目
光伏发电毕业设计题目 【篇一：毕业论文——— xx地区光伏发电系统设计】本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目：xx地区光伏发电系统设计 学院：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电自xxx 学号： 57944697465 学生姓名：xxxx 指导教师： xxxx 20xx年 x 月xx日 xx大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文（设计）作者签名： 日期： 本科毕业论文（设计）第 i 页 目录 摘要 .............................................................. iv 英文摘 要 (iv) 第一章前言 (1) 1.1 本设计的目的和意义 (1) 1.2 太阳能光伏发电的优缺点 (1) 1.3 国内外太阳能光伏发电研究现状 (2) 第二章光伏发电系统简介 (3) 2.1 系统组成与原理 (3) 2.2.1离网光伏发电系统 (4) 2.2.2并网光伏发电系统 (4) 第三章 cq地区气象和地理的相关参数 (5) 第四章设计方案及各电气设备的设计 (6) 4.1 相关参数总述 (6)
4.2 太阳能电池组件设计 (6) 4.2.1太阳能电池组件的工作原理及分类 (6) 4.2.2太阳能电池组件的相关计算 (7) 4.2.3太阳能电池组件方位角和倾斜角的设计 (8) 4.2.4太阳能电池组件安装方式以及位置场所设计 (9) 4.2.5光伏方阵前后间距与遮挡物之间的间距设计 (9) 4.3 蓄电池选型 (10) 4.3.1铅酸蓄电池简介 (10) 4.3.2蓄电池的相关计算及设计 (11) 4.4逆变器的设计 (11) 4.4直流汇流箱的设计 (13) 4.5控制器的设计 (13) 4.6 交流配电柜设计 (14) 4.7 防雷接地系统设计 (15) 4.7.1雷击的简介 (15) 4.7.2无外部防雷接地装置设计 (16) 4.7.3有外部防雷接地装置设计 (16) 4.7.4防雷接地设计总结 (16) 第五章总结 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20) 附录 (21) cq地区光伏发电系统设计 摘要 人类进入21世纪以后，随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，人类正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。因此逐步转变能源的消费结构，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路已经到了刻不容缓的地步。太阳能发电作为一种全新的电能生产方式，具有清洁无污染、来源永不衰竭且维护措施简单等特点，既是一次能源，又是可再生能源，因而受到越来越广泛的关注。各国政府也相继出台了一系列鼓励和支持太阳能光伏产业发展的政策法规，使得太阳能光伏产业迅猛发展，光伏发电技术和应用水平不断提高，应用范围也逐步扩大。 本文首先研究分析了当下太阳能光伏产业的发展状况，再根据cq市某小区的具体负载参数，选用合适的太阳能电池组件、蓄电池组、
太阳能手机充电器毕业论文
摘要 化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生能源它具有绿色清洁、无环境污染、取之不尽、用之不竭又无地域限制的优势，因此有广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注，随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。 使用手机的人都有过这样的经历，外出或旅游时电池突然没电了，特别是在火车、汽车、轮船等没有电源的交通工具上，没电、电量不足，使手机变成了信息交流的盲区，造成不必要的麻烦和经济损失。为了解决这一问题，本文介绍一种多用太阳能手机充电器，利用单片机控制，将太阳能经过BUCK电路变换为稳定直流电给手机充电，并能在电池充电完成后自动停止充电，还可作为一般直流电源使用，从而摆脱对市电的依赖而获得通信的自由。与常规的充电器相比，太阳能充电器有着明显的优势。 目前对太阳能的利用主要体现在两个方面：光热转换与光电转换，本文利用太阳能光电转换的特性，设计了一种在没有电源的情况下也能随时随地地给各种移动设备充电的便携式智能型太阳能充电器。 关键词：太阳能，电池，单片机，智能，BUCK变换器
Abstract Increasing depletion of fossil energy, it's emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues become more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. People who use mobile phones have had the experience, go out or travel no electricity when the battery suddenly, and because they can not be found or does not timely 220V electricity and not to charge their cell phones affect the normal use of mobile phones. To solve this problem, the course design introduces a multi-purpose solar charger, use MCU control, will transform solar energy through the circuit to stabilize the direct current to charge their cell phones and can charge the battery automatically stops charging after, but also as a general DC power use, so get rid of dependence on electricity obtained the freedom of communication. Compared with the conventional charger, solar charger has a clear advantage. At present the use of solar energy is mainly embodied in two aspects: the sunlight transformation and photoelectric, this paper, by using solar photoelectric characteristics, design a way that there is no power it can also charger for various mobile anywhere at any time. Key words: solar energy, battery, single chip, intelligent, BUCK converter
毕业设计(论文)-基于水库坝面的光伏发电系统设计-
基于水库坝面的光伏发电系统设计 1.光伏发电系统概述 1.1光伏发电技术的发展历程 1893年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。 图3 光伏发电实例3 1930年，德国科学家肖特（Walter Schottky）提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，德国科学家朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，将太阳能转换成电能。 1941年，奥尔（Aall）在硅上发现光伏效应。 1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，效率为6%。同年美国科学家韦克尔（Weichel）首次发现了坤化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。 1957年，硅光伏电池效率达8%。1958年，光伏电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。 1959年，第一个多晶硅光伏电池问世，效率达5%。1960年，硅光伏电池首次实现并网运行。 20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益
太阳能移动电源光伏毕业设计
毕业设计(论文) 报告 系别：电子与电气工程学院专业：光伏发电技术及其应用
毕业设计（论文）任务书 专业光伏发电技术及其应用班级光伏122 姓名李思雨 一、课题名称：太阳能充电宝 二、主要技术指标（或基本要求）： 1、太阳能移动电源可以将太阳能转化为电能并储存在内部锂电池内 2、此产品以锂电 池作为储能装置，能做到双向充电，既可以由太阳能所转化为的电能充电，也可以通过220v 交流电充电 3、此产品的输出电压达到5v,最大输出电流为2A,可以达到移动设备的供电 要求 4、拥有LED显示电路，可以直观的显示移动电量的剩余电量 5、设置按键， 可以选择控制LED显示的开启和关闭 三、主要工作内容： 1、了解太阳能移动电源在市场的行情及发展情况 2、通过各种渠道学习了移动电源整体设计思路 3、元器件的选择与使用 4、太阳能移动电源的电路图与原理图的设计 5、撰写毕业设计 四、主要参考文献： 1、蒋鸿飞,胡淑婷.绿色能源——太阳能充电器.上海应用技术学院学报(自然科学版) 2、阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社 3、路秋生.常用充电器电.路与应用.北京:机械工业出版社 4、董文博,吴知非.数字化智能充电器的设计.电子技术应用 5、张毅刚等.单片机原理及应用.北京:高等教育出版社 6、刘超.基于单片机的智能手机电池充电系统.长春理工大学学报 7、黎明,姬成周等.太阳能电池参数的数值提取方法.北京师范大学学报(自然科学版) 8、冯昌,徐进明.超高亮度LED在太阳能城市灯光系统中的应用．武汉科技学院学报 9、李金锋,韩淑刚.快速充电器电路剖析.山东电子 10、凡文.充电器电路[M].电子世界 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日
小型家庭独立光伏发电系统毕业设计
毕业设计（论文） 光伏材料加工与应用 题目：小型家庭独立光伏发电系统设计 毕业时间： 学生姓名： 指导教师： 班级：光伏材料加工与应用
目录 摘要 (1) 一、绪论 (1) 二、独立光伏发电系统简介及原理 (2) （一）简介 (2) （二）原理 (2) 三、独立光伏发电系统组成部分和设计要求 (3) （一）组成部分 (3) （二)设计要求 (5) 1.相关负载参数 (5) 2.相关环境环境参数 (5) 四、独立光伏发电系统的计算及方阵的设计 (6) （一）太阳能蓄电池容量计算 (6) （二）太阳能蓄电池的串并联数计算 (6) （三）太阳能电池组件设计与计算 (7) （四）太阳能电池控制器的选型 (8) （五）太阳能电池逆变器的选型 (8) （六）太阳能电池方位角的选择 (8) （七）太阳能电池倾斜角选择 (9) （八）太阳能光伏支架安装注意 (10) 六、总结 (10) 参考文献 (11) 致谢 ................................................. 错误！未定义书签。
小型家庭独立光伏发电系统设计 摘要：将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术。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，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。 光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。本次设计是家庭用分布式光伏发电系统设计，家庭用分布式光伏发电系统是指利用光伏发电技术，在家庭的屋顶或墙壁等场地建立发电系统，多余电量可以送入当地配电网中的发电方式。此次设计内容包括了对光伏发电系统的容量设计和光伏发电系统的配置设计，容量设计主要对光伏组件和蓄电池的容量进行设计与计算，确定光伏组件和蓄电池的数量，发电系统的配置设计时对光伏发电系统中的光伏组件型号、安装方式及配套设备与设施进行设计。本设计是为家用式光伏发电系统，具有节能，无污染运用方便等特点。 关键词：光生伏特效应；太阳能电池板；逆变器 一、绪论 能源是世界发展的源动力，随着石油等矿物能源的消耗，能源危机已经是世界面临的一大挑战，于是开发和利用新能源成立必然的趋势，而太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音。绝对不会造成污染和公害。