以长达至年，在光伏系统中，只要设计合理选型适当，蓄电池的寿命可以达到多年太阳能几乎无处不在，太阳能电池在中国大部分范围内都能作为的电源。太阳能开发潜力在中国，太阳能资源较好的地区占国土面积以上，主要集中在西部地区，尤其是西北和青藏高原，年平均日照在小时以上，中国陆地每年接收的太阳辐射量约合亿吨标准煤。太阳能发电虽受昼夜晴竭，太阳按目前功率辐射能量其时间约可持续亿年普照大地取之不尽，不需要开采和运输清洁无污随着经济和贸易的全球化，环境污染也日益呈现国际化趋势，近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。如何在使用能源的同时，保护好整个地球的生态环境已经成为全球各个国家面临的重要问题。改善现阶段的能源结构，大规模开发利用些可再生的清洁能源已成为了解决能源问题的主要方向。太阳能的开发与利用太阳能的优势太阳能作为种新型的绿色可再生能源，与其他新能源相比利用最大，是最理想的可再生能因为它具有以下的特点数量巨大每年到达地球表面能供人类利用的太阳辐射相当于颗原子弹爆炸时所发出的能量时间长久用之不太阳能的开发与利用太阳能的优势太阳能作为种新型的改善现阶段的能源结构，大规模开发利用些可再生的清洁能源已成为了解决能源问题的主要方向。部分内容简介境效应。随着经济和贸易的全球化，环境污染也日益呈现国际化趋势，近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。如何在使用能源的同时，保护好整个地球的生态环境已经成为全球各个国家面临的重要问题。改善现阶段的能源结构，大规模开发利用些可再生的清洁能源已成为了解决能源问题的主要方向。太阳能的开发与利用太阳能的优势太阳能作为种新型的绿色可再生能源，与其他新能源相比利用最大，是最理想的可再生能源。因为它具有以下的特点数量巨大每年到达地球表面能供人类利用的太阳辐射相当于颗原子弹爆炸时所发出的能量时间长久用之不竭，太阳按目前功率辐射能量其时间约可持续亿年普照大地取之不尽，不需要开采和运输清洁无污染无任何物质的排放，既不会留下污染物，也不会向大气中排放废气。二〇四年五月九日星期五光伏发电的优势太阳能的开发利用主要有光热利用光伏利用光化学利用等三种形式。目前，以太阳能电池技术为核心的太阳能光伏利用成为太阳能开发利用中最重要的应用领域，因为光伏发电具有以下明显优点结构简单，体积小且轻。能供电的太阳能电池组件和方阵结构都比较简单，输出的晶体硅太阳能电池组件，体积约为，质量为。容易安装运输，建设周期短。只要将太阳能电池支撑并面向太阳即可发电，宜于制成小功率移动电源个的太阳能电池发电站，占地约，不足个月便可建成发电。维护简单，使用方便。如遇风雨天，只需检查太阳电池表面是否被粘污接线是否可靠蓄电池电压是否正常即可。大型光伏电站使用计算机控制运行，运行费用很低。清洁安全无噪声。光伏发电本身不向外界排放废物，没有机械噪声，是种理想的能源。可靠性高，寿命长，并且应用范围广。晶体硅太阳能电池的寿命可以长达至年，在光伏系统中，只要设计合理选型适当，蓄电池的寿命可以达到多年太阳能几乎无处不在，太阳能电池在中国大部分范围内都能作为的电源。太阳能开发潜力在中国，太阳能资源较好的地区占国土面积以上，主要集中在西部地区，尤其是西北和青藏高原，年平均日照在小时以上，中国陆地每年接收的太阳辐射量约合亿吨标准煤。太阳能发电虽受昼夜晴雨季节的影响，但可以分散的进行，所以它适于各家各户分别进行发电，而且可以连接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可以从电力公司买入。分布式光伏发电并网系统将可能是今后住宅和办公用电的主要模式。太阳能发电有更加激动人心的计划。是利用地面上的沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站连成统电网以便向全球供电。据测算，到年和年，即使全用太阳能发电供给全球用电，占地也不过为万平方公里和万平方公里。万平方公里才占全部海洋面积的或全部沙漠的，甚至才是撒哈拉沙漠的。另方案是天上发电。早在年美国宇航员和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放个长公里宽公里的大平板，上面布满光伏电池，这二〇四年五月九日星期五样便可提供电力。但这方案需解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束激光束传输等方案。国内外研究综述光伏发电的历史光伏发电技术的发展时间不长，迄今仅有多年的历史。年，法国著名物理学家安东尼亨利贝克勒尔在实验中意外地发现，当阳光照射伏打电池时，能够产生额外的伏打电势，这就是光生伏打效应，通常简称为光伏效应。英国科学家威廉史密斯早在年就发现了对光敏感的材料硒，并进行了大胆预测，在阳光照射下，随着光通量的增加硒材料的导电能力也会随之增加。年，美国科学家查尔斯弗里茨开发出第块以硒材料为基础的太阳能电池。由于太阳能电池是利用光伏效应的原理来工作的，因而，自此以后，人们将能产生光伏效应的器件统称为光伏器件。世纪中期，超薄单晶硅光伏电池又被陆续开发出来年至年间，光伏电池的研究侧重于提高电池的抗辐射能力与降低电池的开发升本上，其技术上没有得到显著的改变与进步在年至年间，空间用光伏电池被成功研发出来并得到了初步的应用。从此，光伏发电技术不断得到提高与完善，并逐步降低开发成本，光伏发电技术进步规范化产业化，并成为当前全世界主要的绿色可持续资源之。国内研究综述迄今为止，太阳能光伏发电还存在些有待攻克的弱点，例如光电转化率低，所需光照要求复杂，成本高，最大功率跟踪技术不完善等。中国光伏电池的主要产品是单晶硅电池多晶硅电池和非晶硅电池。商品单晶硅电池组件的转换效率为。商品多晶硅光伏电池组件的转换效率为。商品非晶硅光伏电池组件的转换效率为。单晶硅和多晶硅光伏电池组件的售价为元。目前，太阳能电池市场的市场份额由晶体硅太阳能电池占据，其高昂的晶体硅价格制约了光伏产业的应用发展。薄膜太阳能电池结构简单制备成本低廉，尤其钙钛矿型太阳能电池由现成材料制成，具有广泛的应用前景，但该类电池的产业化瓶颈是光电转化效率偏低，现阶段的研究重点是提高式中，为电网电压角频率，矢量图如图所示。并网控制策略太阳能光伏并网系统采用双闭环控制策略进行并网控制。双闭环的外环为电压环，目的是为了控制并网逆变器直流输入端电压即电容电压稳定内环为电流环，目的是为了控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相，输送到电网的功率因数近似为。给定电容电压校正调节滞环控制电容滤波交换器输出电流电网电压功率管电容电压图并网控制框图将实际检测到的电容电压与给定的电容电压相比较，差值经过调节器，得到电流环的给定并网电流的幅值，此幅值与经过锁相环节得到的电网电压的频率和相角同步信号相结合，得到并网电流的给定信号，此给定电流再与实际检测到的电流相比较，差值经过滞环比较环节，得到全桥逆变器的功率器件的开关信号，控制功率器件开通和关断，使并网电流在指定的范围以内变化。仿真分析根据并网控制采用的双闭环控制策略，在仿真环境下，利用工具库中的模块搭建了并网控制器仿真模型，并且在最大功率点跟踪模型的基础上搭建了光伏并网系统的仿真模型，如图所示。太阳能光伏发电系统的仿真模型中，用交流电压源代替电网电压，其电压有效值为，频率为。并网逆变器采用工具库中自带的通用全桥逆电路，开关器件选用，滤波电感，为了维持并网逆变器的直流输入端电压稳定，电容，电容电压的给定值为。用幅值为，频率和相位与电网电压相同的正弦信号作为电流环给定电流的同步信号，并网电流的给定值和反馈回来的并网电流相比较，差值经过两个滞环比较器，产生路控制全桥逆变二〇四年五月九日星期五电路开关器件的开关信号，为了防止同桥臂上两个开关器件同时导通，滞环比较器的上下限分别设置为，和，。，图光伏并网系统的仿真图在环境温度为，太阳光照强度为的条件下进行仿真。结果如图所示电容电压时间图电容电压波形二〇四年五月九日星期五电网电压时间电网电压波形并网电流时间并网电流波形图并网电流和电网电压的比较图由图可以看出，电容电压最终达到给定的。由图可以看出并网电流和电网电压能很好地保持同频同相，在时，太阳光照强度由升高为，太阳能电池板输出功率增加，并网电流增加，向电网输送的有功功率也增加。从以上的仿真波形可以看出，电容电压稳定在给定电压值处，并网电流和电网电压同频同相，验证了并网控制策略的理论分析。二〇四年五月九日星期五第六章结论与展望结论本文针对太阳能光伏发电的各方面相关知识，包括太阳能光伏发电系统的组成分类及应用，太阳能光伏电池的光电转换原理，电池分类及输入输出特性，光伏系统的最大功率点跟踪及并网系统的仿真等，进行了简单的介绍与探讨。具体包括太阳能电池的输出功率受日照强度温度及光电池材料等因素影响很大，且其与输出电压及电流间的关系呈非线性。这对光伏发电控制器的设计具有定意义。为提高整体效率，使光伏阵列输出功率最大化，对最大功率点跟踪原理进行了简单分析，并且介绍了目前几种比较常用的最大功率点跟踪算法，如恒定电压法，电导增量法扰动观测法。为提高整体效率，降低蓄电池充放电过程中的损失，本文简单介绍了并网系统的工作原理等，并进行了仿真。展望本文以个完整的光伏发电系统为研究对象，对涉及到的主要部分作了详细的分析与仿真研究。但由于缺乏试验条件以及比较先进的测量仪器，对仿真模型效率只能进行理论上的分析，还需在实践中对这些效果进行验证。同时，在控制算法上需要做进步的改进，目前己有很多学者提出基于模糊控制理论和神经网络的搜索算法，可以尝试这些新的算法，以进步提高控制精度。二〇四年五月九日星期五参考文献张作字，王景燕，李燕青光伏发电的现状和展望科技信息，孔娟太阳能光伏发电系统的研究青岛青岛大，张化德太阳能光伏发电