发展，被认为是当前具有发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨资竞相研究开发，并产业化进程，大力开拓太阳能光伏发电的市场应用。太阳能光伏发电是利用太阳能电池将太阳光能转化为电能的种发太阳能电池单元是光电转化的最小单位，将太阳能电池单元进行串并联可以做成太阳能电池组件，其功率般为几瓦到几百瓦，这种太阳能电池组件可以单独作为电源使用的最小单元，可以将太阳能电池组件进行进步的串并联，构成太阳能电池方阵，以满足负载所需要的功率输出。太阳能光伏发电之所以发展如此迅速，是因为其具有以下优点取之不尽，用之不竭。地球表面所接受的太阳能约为年，是全球能量年需求的倍，可以说是种无限的资源。无污染。光伏发电本身不消耗工质，不向外界排放废物，无转动部件，不产生噪声，是种理想的清洁能源。资源分布广泛。不同于水电受水力资源限制，火电受到煤炭资源及运输成本等影响，光伏发电几乎不受地域的限制，理论上讲在任何可以得到太阳能的地方都可以利用太阳能进行发电。建设周期短，建造灵活方便，运行维护费用低。光伏发电系统可以按照需要将光伏组件灵活地串并联，达到所需功率，所以其建设周期短，扩容方便安装于房顶，沙漠，还可与建筑相结合，从而节约占地面积，节省安装成本太阳能光伏发电所消耗的太阳能无需付费，年中往往只需在遇到连续阴雨天最长的季节前后去检查太阳能电池组件表面是否被污染，接线是否可靠以及蓄电池电压是否正常等，因而太阳能光伏发电的运行费用很低。光伏建筑集成。光伏产品与建筑材料集成是目前国际上研究及发展的前沿，这种产品不仅美观大方，还节省发电站使用的土地面积和费用。分布式。光伏发电系统的分布式特点将提高整个能源系统的安全性和可靠性，特别是从抗御自然灾害和战备的角度看，更具有明显的意义。太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势当今世界各国特别是发达国家对于太阳能光伏发电十分重视，针对其制定规划，增加投入，大力发展。世纪年代以来，即使是在世界经济从总体上处于衰退和低谷的时期，太阳能光伏取。两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数，此数据为本设计之独特之处，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量为太阳能电池组件并联数的计算方法为摘要本文所介绍的号公寓实验电站结构设计，通过介绍光伏发电的主要设备原理，利用号公寓楼建筑物的特点，设计了适合号公寓的建筑物特点，增加学校实验特色的光伏电站结构，建立了号公寓楼应急灯系统。设计独立光伏发电系统和结构的基础上，增加了双向逆变器，无间断自动切换到市电供电的功能及市电补充发电的功能，从而保证整个系统在较高的性价比的同时，可在较长的阴雨天内对负载不间断供电。在光伏支架，汇流箱上加以改进，增加了学院光伏电站实验项目。由于国家关于太阳光伏发电的政策特别是太阳光伏并网发电系统的相关政策迟迟未出台，具有市电自动切换功能及补充充电的光伏独立发电系统将在未来的定时间内成为光伏独立发电系统的发展方向。关键字光伏实验电站市电应急灯，号公寓楼实验电站地理条件及整体要求西安市地理条件实验电站整体要求控制系统的设计设计原则蓄电池的计算太阳能电池方阵设计太阳能电池组件串联数太阳能电池组件并联数太阳能电池方阵的功率计算光伏板支架设计汇流箱设计应急灯系统设计应急灯系统基本配置应急灯控制系统电器原理图功率控制器电路设计电站运行效果软件模拟效果实际检测结果本章小结总结参考文献致谢绪论世界能源结构和发展新能源的背景自人类社会诞生以来，能源直是人类生存和发展的重要物质基础。随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题，更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。根据世界能源统的统计数据，以目前的开采速度计算，全球石油储量可供生产多年，天然气和煤炭则分别可以供应年和年。而我国的能源资源储量情况更是危机逼人，按年底的统计，探明可开发能源总储量约占世界总量的。我国能源剩余可开采总储量的结构为原煤占，原油占，天然气占，水资源占。我国能源可开发剩余可采储量的资源保证程度为年。自从工业革命以来，约温室气体造成的附加气候强迫是由人类社会活动引起的，其中的作用约占，而化石能源的燃烧是的主要排放源。随着化石能源的逐步消耗以及化石能源的开发和利用所造成的环境污染和生态破坏问题，开发和利用能够支撑人类社会可持续发展的新能源和可再生能源成为人类急切需要解决的问题。新能源与可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电核裂变发电之外的生物质能太阳能风能小水电地热能以及海洋能等次能源。研究和实践表明，新能源和可再生能源资源丰富分布广泛可以再生且不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。新能源和可再生能源的开发利用不仅可以解决目前世界能源紧张的问题，还可以解决与能源利用相关的环境污染问题，促进社会和经济可持续性发展。根据国际权威机构的预测，到世纪年代，全球新能源与可再生能源的比例，将会发展到世界能源构成的以上，成为人类社会未来能源的基石和化石能源的替代能源。太阳能光伏发电优势太阳能是种能量巨大的可再生能源，据估算，太阳能传送到地球上每秒钟就有相当于亿桶石油的能量传送到地球，相当于全球天的能源。在目前的几种新能源技术中，太阳能以其突出的优势被定位为的未目录绪论世界能源结构和发展新能源的背景太阳能光伏发电优势太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势国外太阳能光伏发电现状与发展趋势我国太阳能光伏发电现状与发展趋势本章小结太阳能发电系统构成太阳能独立光伏发电系统概述太阳能电池太阳能电池工作原理太阳能电池的种类太阳能电池的基本特性光伏阵列的构成光伏阵列的特性储能装置蓄电池的功能及特性蓄电池的自放电与使用寿命蓄电池主要参数蓄电池的充电特性蓄电池的充电控制方法控制器控制器的作用控制器基本原理控制器应具备的功能逆变器逆变器的工作原理光伏发电系统对逆变电源的要求逆变器种类本章小结号公寓楼实验电站结构设生共同导通，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。推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于升压变压器体积大，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，但工作频率均在以上，升压变压器采用高频磁芯材料，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般均在以上再通过工频逆变电路实现逆变。采用该电路结构，使逆变器功率大大提高，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低。逆变器种类根据逆变器线路逆变原理的不同，有自激振荡型逆变器阶梯波叠加逆变器和脉宽调制逆变器等。根据逆变器主回路拓扑结构不同，可分为半桥结构全桥结构推挽结构等。方波逆变器此逆变器输出的电压波形为方波，逆变器线路简单，价格便宜，实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分，在负载中会产生附加的损耗，并对通信等设备产生较大的干扰，需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期，设计功率不超过几百瓦的小容量逆变器。阶梯波逆变器阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形，阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波，比方波有明显的改善，高次谐波含量减少。当阶梯波的阶梯达到个以上付，输出的波形为准正弦波，整机效率较高。但此逆变器往往需要多组直流电源供电，需要的功率开关管也较多，给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。正弦波逆变器正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波，在负载中只有很少的谐波损耗，对通信设备干扰小，整机效率高。缺点是设备复杂价格高。随着电力电子技术的进步，脉宽调制技术的普及，大容量型正弦波逆变器逐渐成为逆变器的主流产品。以典型的单相全桥式逆变器为例，四个对角的开关功率管以每个对角线的二个开关管为组，依次导通和关断，在负载二端就产生交替的正负电压，形成交流输出。当此交替导通的频率与负载所需的交流频率相同时，其输出的电压就为方波电压。当开关管以比逆变交流输出电压高许多的频率开关，且每次开关的脉宽按照正弦波的幅值调制时，就变成了正弦波脉宽调制输出的逆等。图系统结构图蓄电池的计算蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在年内，方阵发电量各月份有很大差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份，要靠蓄电池的电能给以补足在超过用电需要的月份，是靠蓄电池将多余的电能储存起来。所以方阵发电量的不足和过剩值，是确定蓄电池容量的依据之。同样，连续阴雨天期间的负载用电也必须从蓄电池取得。所以，这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之。因此，蓄电池的容量计算公式为式中为安全系数，取之间为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数为最长连续阴雨天数为温度修正系数，般在以上取，以上取，以下取为蓄电池放电深度，般铅酸蓄电池取，碱性镍镉蓄电池取。基于南区电站情况可得蓄电池容量太阳能电池方阵设计太阳能电池组件串联数太阳能电池组件按定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压，但是，太阳能电池组件的串联数必须适当。串联数太少，串联电压低于蓄电池浮充电压，方阵就不能对蓄电池充电。如果串联数太多使输出电压远高于浮充电压时，充电电流也不会有明显的增加。因此，只有当太阳能电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时，才能达到最佳的充电状态。计算方法如下式中为太阳能电池方阵输出最小电压为太阳能电池组件的最佳工作电压为蓄电池浮充电压为二极管压降，般取为其它因数引起的压降。电池的浮充电压和所选的蓄电池参数有关，应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。太阳能电池组件并联数在确定之前，我们先确定其相关量的计算方法。将太阳能电池方阵安