光伏系统的设计研究(8)

陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 30

进一步得出光伏发电项目投资量，确定技术经济评估结果，为光伏发电项目建设及未来发电状况提供了一套科学有效的评估方法．本文所作的工作主要有：

1．分析了光伏电池的工作原理和输出特性，并分别讨论了光照强度、温度和负载

对其输出特性的影响。为进一步将光伏瓦光伏系统应用到实际生活中打下了理论基础。

2．对光伏瓦光伏系统在日常生活中出现的异常现象和数据进行分析和说明，对优化后的系统做出尝试说明。

3．介绍了影响蓄电池寿命和性能的几个因素，着重讨论了充放电过程中电压、电流对蓄电池的影响。然后介绍几种常用的蓄电池充电策略，并比较了它们的优缺点，并结合过充保护和过充放护实现对蓄电池的充放电管理。

4．给出了本文中独立光伏系统的设计，另外进行了实验并给出实验结果，包括实验特性曲线和实验数据，实验验证了本文所设计的独立光伏系统的正确性和可行性。

3.2 光伏瓦光伏系统的意义

太阳能作为一种可持续利用的洁净能源，有着巨大的开发应用潜力。人类赖以生存的自然资源几乎全部转换自太阳能，人类利用太阳能的历史更是可以追溯到人类的起源时代。太阳能是人类得以生存和发展的最基础的能源形式，从现代科技的发展来看，太阳能开发利用技术的进步有可能决定着人类未来的生活方式。目前，虽然太阳能光伏发电成本较高，但是从长远来看，随着技术的进步，以及其它能源利用形式的逐渐饱和，太阳能可能在2030 之后成为主流能源利用形式，有着不可估量的发展潜力。

光伏发电着有许多特殊优势，尤其是它可以为边远地区、特殊场合供电。考虑到光伏发电的附加价值，它的综合经济效益大大提升，因此不能单纯与传统发电模式去比较单位发电成本。光伏发电可以降低温室气体和污染物排放、创造就业机会、保障能源安全和促进农村尤其是边远农村的发展。总之，发展光伏发电在经济、社会和环境保护等方面都有着积极的意义，下面来具体讨论光伏发电的发展意义。 3.2.1保护气候和改善环境

太阳能光伏发电最重要的特征是在发电过程中只排放很少的CO2，而CO2 作为最主要的温室气体，是导致气候变化的罪魁祸首。同时，电池板可循环使用，系统材料可再利用，光伏的能源投入可进一步降低。如果广泛使用光伏发电技术，可以为减缓气候变暖做出贡献。

我国能源消费占世界的10%以上，同时我国一次能源消费中，煤占到70%左右[i]，比世界平均水平高出40 多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%~80%，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。目前，环境质量的总体水平还在不断恶化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计2020 年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP 总量的13％。而光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来

光伏瓦光伏系统的性能研究

31

的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。

3.2.2 节省空间

光伏发电是一种简单的低风险技术，几乎可以安装在任何有光的地方。这意味着在公共、私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安装潜力。在运行中，这个系统还可以降低建筑的受热，增加通风。光伏电池板还可以作为隔声板装在公路两侧。光伏发电在提供大量电力供应的同时，避免占用更多的土地。 3.2.3 增加就业

光伏发电可以提供大量的就业机会。安装阶段创造大量的就业机会（安装工人、零售商和服务工程师），促进地方经济发展。根据欧洲光伏发电行业信息显示，生产每兆瓦光伏产品大约产生10 个就业机会，安装每兆瓦光伏系统创造大约33 个就业机会。批发和间接供应可提供3～4 个就业岗位，研究领域提供1~2 个就业机会。整个产业链中，每兆瓦的生产、安装和使用，

可提供50 个就业机会。在未来几十年，随着规模的扩大，自动设备的使用，这些数据会有所降低。但是，光伏发电产业不仅仅是一个资金密集型的产业，同时也是一个劳动密集型的产业。目前中国光伏技术及产业的就业总人数近万。到2020 年将达到10 万人左右。按照中国电力专家的研究，2050 年，光伏发电将达到装机容量10 亿kWp，年生产和安装量1 亿kWp，就业人数将超过500 万人。 3.2.4 提供农村电力

太阳能光伏发电系统可以很容易地在偏远的农村地区安装，这些地区可能多年无法架设电网。光伏发电等可再生能源特别适用于远离电网、零星分布的社区。离网农村电力以家庭为单位或设立小电网可提供照明、冷藏、教育、通讯和卫生等所需电力，提高经济生产力，增加创收的机会。光伏发电系统结实耐用、易于安装和具有灵活性等特征，使其可满足世界任何地方的农村电力需求。2006 年底，中国还有无电人口1100 万，使用光伏发电系统可以解决大部分无电人口的用电问题。 3.2.5 电力普遍服务

在欧洲光伏产业协会和绿色和平政策模式中，全球2030 年太阳能光伏发电可生产1500TWh电，可满足目前欧洲电力需求一半以上，替代300 家燃煤电厂（平均装机容量750MW）。2030年，全球太阳能光伏发电装机容量可能会达到1300GWp，大约2/3 是并网发电。假设80％的系统装在居民楼上，每3 口人的家庭年平均电力消费为3500kWh，使用并网太阳能的人口将达到10 亿。

目前，太阳能光伏发电的主要市场在工业化国家，但是，未来光伏发电的主要市场是广大的发展中国家，在那里还有20 多亿人没有电力服务，而电力普遍服务是人类社会文明和谐发展的重要因素，也是联合国千禧年发展的重要目标，2004 年的《波恩世界可再生能源大会宣言》提出了要利用太阳能为10 亿无电人口提供电能的号召。无电

陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 32

人口供电是目前太阳能光伏发电技术最具吸引力的市场。 3.2.6 中国的特殊需求

中国是一个能源生产和消费大国。2006 年能源消费总量为246 亿吨标准煤，比2005 年增长9.3%。2006 年各种一次能源的构成比例为：煤炭占69.7%、石油占20.3%、天然气占3.0%、水电等占6.0%、核电占0.8%。2006 年，中国的原油进口达到1.5 亿吨，大约是中国原油总需求量的50％。中国能源开采和利用技术落后，传统高能耗产业比重大，单位GDP 能耗落后于发达国家，甚至比世界平均水平落后许多。中国又是世界上最大的发展中国家，经济高速发展，中国能源消耗增长速度居世界首位，加剧了中国能源替代形势的严峻性和紧迫性。中国电力科学院的研究表明，在考虑到充分开发煤电、水电和核电的情况下，2010 年和2020 年电力供需的缺口仍然分别为6.4%和10.7% ，这个缺口正是需要用可再生能源发电进行补充的。而太阳能光伏发电可能在未来中国的能源供应中占据主要位置。

3.2 实验中的不足及展望

本文对太阳能光伏发电系统分三方面进行研究，由于时间和现有条件等种种原因， 尚有一系列包括本文所研究的方面值得进一步深入研究和完善。为了使太阳能光伏发电 系统成本进一步降低，早日推广应用，还需进一步进行以下方面的工作：

(1)由于时间关系，未能使用实际光伏系统的各种条件，对蓄电池组进行本文蓄 电池管理策略的验证。

(2)所有测量数据是在日常生活下测量得到，在实际应用中难免还有新的问题。 (3)光伏瓦光伏系统的优化还需采用进一步的改进最小生成树算法，即考虑现实环境中的道路、数目等障碍因素，这就需要进一步的改善，以提高其应用性。

太阳能光伏发电系统的使用尚处于初级阶段，目前实用化程度还不高，离广泛使用推广还有较大的距离，虽然目前的太阳能光伏发电系统仅仅是在没有市电供给的地区等特殊场合使用，但相信随着相关研究工作的继续深入开展，其整体价格会不断下降，效率也会得到进一步的提高，并具有光明的市场前景。最后，谨祝开展这方面工作的研究者在今后的研究中取得更多的硕果!

光伏瓦光伏系统的性能研究

33

致 谢

光阴似箭，即将告别这短暂的研究生生活。回首两年的研究生学习生活，感触颇多， 不能一言概之，但在这期间受到的指导和帮助是不能忘却的。

首先向我的指导老师符老师以最诚挚的感谢!论文是在符老师的精心指导和关怀下完成的。在整个攻读学士学位期间，在学业和生活上自始至终得到符老师的悉心关怀，使我在知识能力和学术水平上都得到了很大的提高，并将终身受益。符老师的学识渊博，思维开阔，治学态度非常严谨，特别对工作废寝忘食，一丝不苟，对人处处关心，诲人不倦的作风，为我树立了为人与治学的榜样，并将激励我不断前进。再次向导师表示诚挚的敬意和深深的谢意!

其次，也向平时指导和帮助过我的物理专业的老师们致以诚挚的谢意!

衷心感谢我的室友，以及所有物理081的同学无微不至的关怀，给予我生活的帮助，良好的休息环境!

衷心感谢我的父母。多年来，为了我的成长和学业，他们所付出的巨大牺牲，竭此 一生无以回报。没有他们的支持和鼓励，我也许学无所成!

衷心感谢评审论文的各位专家、教授为本文的研究提出宝贵意见和建议!

陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 34

参 考 文 献

[1] 冯垛生,张淼,赵慧,林珊编著.太阳能发电技术与应用.人民邮电出版社.2009 [2] 孔力．太阳能光伏发电．机械工业出版社，2000：186-188． [3] 赵争鸣等．太阳能光伏发电及其应用．科学出版社，2005：97-98． [4] 李忠实编著.太阳能光伏发电系统.人民邮电出版社.2010.

[5] S．R．Wenham，C．B．Honsberg，J．E．Cotter,R．Largent，A．G：Aberle，M．A．Green．Australian Educational and Research Opportunitiesarising through Rapid Growth in the Photovoltaicindustry．Solar Energy Materials&Solar Cells，2001，67(1)：647—654．

[6] 王龚南．基于太阳能发电技术的交通警示照明系统的研究[D]．西安：西安理工大学，2007．

[7] Weidong Xiao，William GDunford．A Modified Adaptive Hill Climbing MPPT Method for Photovoltaic Power Systems[C]．IEEE Power Electronics Specialists Conference，Gremany．2004：1957—1963．

[8] Chih-Chiang Hua，Pi—Kuang Ku．Implementation of a Stand-Alone Photovoltaic. Lighting System with MPPT,Battery Charger and High Brightness LEDS[J]：IEEE PEDS．2005，1601-1605．

[9] 赵为，太阳能光伏并网发电系统的研究，［博士学位论文］，合肥：合肥工业大学，2003 .

[10] 蒋子晴，单相光伏发电并网系统的研究，［硕士学位论文］，镇江：江苏大学，2008. [11] 汪进进，光伏并网控制方法和系统的研究，［硕士学位论文］，合肥：合肥工业大学，2002.

[12] 李俊峰，中国光伏发电商业化发展报告，中国环境科学出版社，2001.

[13] KangBJ，LiawCM．Robusthy steresiseurrent controlled PWM scheme with fixed Switching frequency j．IEE Proceedings Eleetri Power APPlieations，20(1)， 148(6)：503-5 12．

[14] 郝立颖, 太阳能光伏发电系统设计及供电系统优化方法研究. 东北大学信息科学与工程学院.2008.

[15] 侯聪玲,吴捷,李金鹏,张淼.铅酸蓄电池充电方法的研究.2007.

[16] James EDualop Brian N．Farhi．RECOMMENDATIONS FOR MAXIMIZING BATTERY LIFE IN PHOTOVOIJ’AIC SYSTEMS：A REVIEW OF LESSONS LEARNEDProceedings of Forum 2001 Solar Energy[C]，The Power to Choose April 21-25，2001.Washington,KC：1—7．

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库光伏系统的设计研究(8)在线全文阅读。