光伏电池板倾角对输出功率的影响研究

这些使得人类必须要开发绿色无污染的替代能源，主要包括风能太阳能地热能和海洋能等。

其中太阳能因其清洁储量大分布广和安全等优点，在进入世纪愈来愈受到全世界的重视，未来将成为最可能开发利用的可持续能源之。

世界能源需求据美国能源信息署发布信息，在以后的三十年里，预计世界总能源需求将增长。

全世界的能源需求量从年的增长到年的英制热量单位。

研究指出，近年来，以中国等为新兴经济体国家对能源消耗不断扩大，到年世界的能源消耗增长量将来自发展中国家。

非经合组织以外国家的能源消耗增长将近。

如图所示。

图世界能源需求图直到年，近全球能源需求的还将继续由化石燃料提供。

但是由能源产生的将由目前的亿公吨到年的亿公吨，然后再到年的亿公吨，增长近。

所以使用化石燃料是温室效应的主要原因。

因为化石燃料不是在世界各地均勾分布，且储量有限，必然枯竭，如果我们的经济仍严重依赖对比，因为两者的初始值不相同，从图中可以看出为为。

图最佳倾角下的系统年发电量图直观的显示出最佳倾角下的系统年发电量。

因此根据软件的测量在不同角度下的系统输出功率，理论上可以绘出如下倾角与输出功率特性关系的表格和曲线图。

理论上来说，不考虑其他因素，在光伏电池板接受的辐射能量最大的情况下，它的输出功率相应也最大，因此我们可以绘出如下的曲线图根据软件进行全年的测量，以年为周期年为周期做出如图表。

表不同角度下的系统输出功率倾斜面年均辐射能量绘制曲线如图和所示。

图表标题辐射能量多项式辐射能量图倾角辐射能量曲线图图表标题多项式图倾角曲线图上图可以得到，在青海西宁地区，以全年测评为周期，最佳倾角测定为度，软件测量中，我忽略了温度，日照强度的不同，将这些变化因素视为定量，从而单独的改变角度得到上述的数据资料。

在软件中设定全年为周期测定全年发电量的情况下，最佳倾角大致确定为度。

在冬季月份的设定条件下，最佳倾角为度在夏季月份的设定条件下，最佳倾角为度但是由于软件的分析测算并不十分精确，还需要进步利用太阳能电池板实际测量最佳倾角及不同倾角下的倾角与光伏电池板输出功率的关系。

光伏电池板的实际数据及曲线分析以在西宁市德令哈地区北纬，东经安装光伏发电系统为例，此电站不同角度倾斜面的太阳辐照量表见下表所示。

此电站年不同角度倾斜面上各月日平均太阳辐射量表序号角度月续表此电站年不同角度倾斜面上各月日平均太阳辐射量表序号角度月日平均值太阳辐射量日平均值•倾角太阳辐射量日平均值•图倾角辐射量日平均值曲线图根据软件中得出的数据和实际数据做比较，以及和第四章利用模型计算出的最佳角度做比较，西宁地区太阳能安装的最佳倾角大致为度，据此也可以得出不同倾角与输出功率之间的特性关系，如上图。

由上图可以得知，最佳倾角是围绕着当地的纬度变化的，可以看出来，上图存在个峰值，最佳角度为度，当角度从递减，输出功率不断减小，从递增时，输出功率也是呈下降趋势。

但是这个结论局限性很大，因为影响太阳能电池板的输出功率的因素很多，如日照强度，外界温度等等，可能在测量数据期间，片云彩的飘过都会对输出的数据产生非常大的影响，所以上述的数据是我在精心选择的些天气较好，在段时间内温度变化不大的情况下比如在个小时之内，我视之为温度不变，太阳辐射量不变，我通过在这段时间内，改变太阳能电池板的倾角，从而得到数据。

由此图，我们可以了解并得到相应的有意义的信息，在西宁地区使用太阳能电池板可以将角度调到本文中测出的最佳倾角度，但是由于数据的误差及西宁地区纬度的跨度等系列原因，不同角度的调节还要视情况而定，但是最佳倾角大致可以确定是在当地纬度附近波动的。

总结与展望总结光伏发电技术与光伏产业已经发展成为当今世界解决能源危机的个重要手段，是现有能源的个重要补充，而且在不久的将来还有可能成为主要能源之。

为了研究分布式光伏发电系统的最大功率点跟踪优化控制问题，本文研究了光伏电池的工作原理，建立了光伏电池的模型，从而分析他的电压电流输出特性。

分析比较了目前常用的几种最大功率点跟踪优化控制算法。

为了解决控制精度与控制速度的矛盾，本文提出了基于自适应变步长的电导增量优化控制法，该方法还避免了在天气变化剧烈时的误判和失效的情况。

另外，针对阴影效应所造成的最大功率点跟踪算法收敛于局部最大值现象，本文还提出了基于自适应变步长电导增量法的间歇性全局扫描策略。

最后通过仿真验证，这种方法有效的避免了最大功率点停留于局部峰值，而实现全局最优。

展望由于时间所限，本文只是针对分布式光伏发电系统的几个问题进行了研究，还没有全面的展开，今后的工作将主要从下面几个方面进行研究本文对光伏发电系统控制策略的研究，只局限与对电流谐波的补偿和抗电网参数的扰动上，还没有涉及对逆变器拓扑结构的优化和提高逆变器效率的研究，因为逆变器也是造成光伏发电系统功率损耗的重要因素之，因此今后的会研究逆变器拓扑结构的设计和滤波器参数的优化等。

目前的优化控制都是针对整块光伏阵列，因此，即使采用了本文提出的间歇性全局扫描法，也只是做到了整体的最优，并没有实现每个光伏组件的全体最优。

所以，将来的发展趋势之是微逆变器，即每个光伏组件都配备个逆变器，这样即使有阴影的存在，每个组件都可以实现优化控制。

光伏发电系统的安全问题有很多，除了孤岛故障，还有像防雷电磁干扰接地故障和漏电流等，由于时间和设备所限，这些都还没有研究，后续的工作将会对这些问题进行完善参考文献王长贵新能源和可再生能源的现状和展望上海太阳能光伏产业发展论坛论文集杜晓伟，路正南我国可持续性发展过程中能源问题的战略选择商场现代化，姚叙红高效太阳能电池关键技术研究硕士学位论文太原中北大学，余海太阳能利用综述及提高其利用率的途径能源研究与利用魏建明德国光伏产业发展概况太阳能，李文婷，刘宏，陈慧玲国内外太阳能光伏发电发展综述青海电力，耿新华，赵玉文光伏发电和光伏产业在本世纪能源的地位与发展趋势明科学中国人王飞单相光伏并网系统的分析与研究博士学位论文合肥合肥工业大学，赵玉文中国光伏技术概况和发展趋势北京中美清洁能源技术论坛钟国锋，只为那姹紫嫣红添亮彩深圳国际园林花卉博览园并网太阳能光伏电站，建设科技杨忠太阳能光伏发电现状与发展趋势，金陵科技学院学报，第卷第期王健强，第六讲光伏发电应用电力电子，年第期杨海柱，金新民最大功率点跟踪的光伏并网逆变器研究北方交通大学学报，周林，武剑，栗秋华，郭珂光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述高电压技术，年月，程启明，程尹曼，汪明媚，倪仁杰光伏电池最大功率点的跟踪方法上海电力学院学报，年月，李晶，窦伟，徐正国等光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究太阳能学报周林，武剑，栗秋华等光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述高电压技术王长贵我国太阳电池地面应用概况能源李安定太阳能光伏发电系统工程北京北京工业大学出版社，致谢在本论文完成之际，我首先要感谢我的导师刘平老师。

整个论文从选题思想方法论证方式实验设计到科学表述，都是在导师的直接指导和关怀下进行的，论文每步工作都凝结着导师们的心血。

我要向李军和张博同学表示衷心的感谢，他们使我能如既往坚定的向前迈进。

还要向苏通，耿升杰，官亚暖表示诚挚的谢意，同他们进行了大量有益的讨论，起度过了段快乐的学习和生活时光，也谢谢他们所给予我的帮助。

感谢电气班全体同学的帮助和勉励，同窗之谊，终身难忘。

最后，感谢我的父母亲人和朋友的无私关怀和爱，我学业的完成离不开他们在物质和精神上的巨大帮助和鼓励，感谢他们对我的理解和支持，向所有教导及关心帮助过我的师长同学和朋友们致以诚挚的谢意，钱盖年月日目录摘要绪论，课题研究背景和意义，世界能源需求，能源需求以及电能组成，光伏发电的优点，光伏发电的国内外现状及发展，国外光伏发电现状，我国光伏发电的现状和发展，光伏电池板工作原理，太阳能发电方式，太阳能光伏电池的工作原理及数学模型，最大功率点跟踪技术的研究，扰动观察法，电导增量法，辐射边界条件，单元表面吸收的太阳辐射，单元表面吸收的辐射器自身辐射能，滤波器反射辐射能，光伏电池安装板倾角优化，概述，太阳能辐射量的计算模型，模型，倾角优化方法，基于软件的测量及数据分析软件测量光伏电池板的实际数据及曲线分析总结与展望总结展望参考文献致谢光伏电池板倾角对输出功率的影响研究作者钱盖指导老师刘平山东农业大学机械与电子工程学院摘要太阳能是非常理想的种清洁能源，近年来由于人们对环境能源问题越来越关注，太阳能的应用与普及越来越受到人们的关注。

随着不可再生能源的快速消耗，光伏发电得到越来越广泛的运用，因此如何提高光电转化效率和降低成本已经是各大研究机构的研究热点，也是有待攻克的难题。

研究光伏电池板倾角与输出功率特性，对于提升光电转化效率和加快推广光伏技术大规模的应用具有十分重要的意义。

太阳能电池不板是太阳能发电的核心部分，具有将太阳能转换为电能的功效，但是由于器材本身的复杂特性，迄今为止光伏电池的转换效率仍然很低。

而且，光伏电池的输出特性具有非线性，这种非线性受到外部环境包括日照强度。

温度负载以及本身技术指标如输出阻抗的影响，使得光伏电池的输出功率发生变化，实际的转换效率受到进步的限制。

国内外许多学者对最佳倾角均进行了探索研究，提高效率和降低成本是制约光伏发电的难点问题。

全国各地经纬度不同，每个月份太阳辐射量有差异。

在实际工程应用中，对于固定式安装的光伏电池板，最佳安装倾角的确定是保证全年接收太阳辐射总量最大进而提高光伏发电效率的首要问题。

关键词光伏电池板倾角