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最新光伏发电系统及其M的概述

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光伏发电系统及其M

的概述

安徽工业大学

光伏发电系统及其MPPT的概述

课程名称:电气工程新技术

专业:电气工程(专硕)

姓名:陈亚东

学号:1320190259

光伏发电系统及其MPPT的概述

摘要:以太阳能光伏发电系统为研究对象,整体介绍了太阳能光伏发电系统的类型及其构成,讨论了光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)技术的意义。以最大限度利用太阳能为主要目标,介绍了太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,并讨论了各个方法的优缺点。

关键词:太阳能;光伏发电系统;MPPT;控制方法

1 引言

在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能作为一种新兴的可再生能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域限制等优点,受到了一致青睐,正得到迅速的推广应用[6]。在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。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[9]。

太阳能发电是将太阳光能直接转化成电能的发电方式,包括光伏发电、光化学发电、光感应发电等。光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射能量转化为电能的直接发电方式,光伏发电系统是由光伏阵列、控制器和电能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。光伏电池阵列产生的电能经过电缆、控制器、储能等环节予以存储和转换,转换为负载所能使用的电能。而光伏系统的一大缺点就是光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出;而且在工作过程中受环境的影响也很大,会损失很多能量。因此为了使其输出的电能达到最大化,除了要研制价格低廉且能量转换效率高的光电材料外,还要在控制上实现光伏电池的大功率输出。这些控制方法包括光伏自动跟踪控制和最大功率点跟踪控制。最大功率点跟踪(MPPT)控制方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。

本文讨论了光伏发电系统的构成以及提出了光伏系统的最大功率点跟踪技术的意义,并介绍了最大功率点跟踪的方法和原理及常见MPPT控制方法。

2 太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统[8]在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用,并且随着技术的发展,其应用领域还在不断地延伸和发展。根据不同场合的需要,太阳能光伏发电系统一般分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和混合光伏发电系统[10]。

2.1 独立光伏发电系统

独立光伏发电系统是指不与电网相连的光伏发电系统。独立供电的光伏发电系统主要用于电网覆盖不到的边远山区或者是太阳光照不足,不能满足与电网互通需要的地区,主要用于满足单个用户的一天工作,生活用电,必须带有储能环节,满足黑夜或者光照不足的阴雨天的用电需要,这种供电方式设备复杂,蓄电池受环境和使用方法的影响,寿命一般不长,而且当有多余的电能或者是电能不足的情况下就会产生浪费或者影响工作和生活。

独立运行光伏发电系统组成与负载有关,直流负载和交流负载都包含光伏阵列、蓄电池组、控制电路。独立光伏系统的负载如果是直流负载不含逆变回路,可直接与蓄电池相连,对蓄电池的输出电压进行升(降)压后提供给负载。这类系统结构简单,成本低廉。由于负载直流电压的不同,很难实现系统的标准化和兼容性,特别是生活用电,负载主要为交流,而且直流系统也很难实现并网运行。因此,交流光伏逆变电源正在逐渐取代直流光伏电源。交流光伏逆变电源系统与直流光伏电源系统的主要差别是在负载和蓄电池之间加入了逆变器,逆变器承担了将直流电压转化为交流电压的功能。图1.1为典型的独立光伏系统的结构图。光伏阵列安装在户外接受太阳能,通过充电控制器给蓄电池充电,逆变电路将直流电转化为负载所需要的三相或单相交流电。

图1.1 独立光伏发电系统结构图

2.2 并网光伏发电系统

光伏并网发电[7][14]是太阳能发电的发展方向,把太阳能发电系统与电网联系起来,这样当电能多余的时候,可以把多余的电能输送到电网;当电能不足时可以从电网获得电能补偿,满足工作和生活的需要,另外,并网发电系统不需要储能环节,这就大大节省了设备成本和维修率。

并网光伏发电系统如图1.2所示,光伏发电系统直接与电网连接,其中逆变器起很重要的作用,要求具有与电网连接的功能。目前常用的并网光伏发电系统具有两种结构形式,其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为可调度式并网光伏发电系统,由于此系统中逆变器配有主开关和重要负载开关,使得系统具有不间断电源的作用,这对于一些重要负荷甚至某些家庭用户来说具有重要意义;此外,该系统还可以充当功率调节器的作用,稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统,在此系统中,并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能,当主电网断电时,系统自动停止向电网供电。当有日照照射、光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时,多余的部分将送往电网;夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时,电网自动向负载补充电能。

图1.2 并网光伏发电系统结构图

2.3 混合光伏发电系统

图1.3为混合型光伏发电系统,它区别于以上两个系统之处是增加了一台备用发电机组,当光伏阵列发电不足或蓄电池储量不足时,可以启动备用发电

机组,它既可以直接给交流负载供电,又可以经整流器后给蓄电池充电,所以称为混合型光伏发电系统[1]。

图1.3 混合型光伏发电系统结构图

3 光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)控制

光伏发电存在的问题是光伏阵列的输出特性受外界环境影响大,电池表面温度和日照强度的变化都可以导致输出特性发生较大的变化。并且,由于目前光伏阵列的成本高、转换效率低,价格昂贵,初期投入较大。并且其输出功率易受日照强度、环境温度等因素的影响,为了提高光伏发电系统的效率,充分利用光伏阵列所产生的能量是光伏发电系统的基本要求,在现在的光伏发电系统中,通常要求光伏阵列的输出功率始终保持最大,即系统要能实时地跟踪光伏阵列的最大功率点。因此,要解决此问题可在光伏阵列与负载间加入最大功率点跟踪装置,使光伏阵列始终能够输出其最大功率,以提高太阳能的利用率。

3.1光伏系统最大功率点跟踪的原理

光伏阵列输出特性具有非线性特征,并且其输出受日照强度、环境温度和负载情况影响。在一定的日照强度和环境温度下,光伏阵列可以工作在不同的输出电压,但是只有在某一输出电压值时,光伏阵列的输出功率才能达到最大值,这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点,称之为最大功率点(maximum power point, MPP)。因此,在光伏发电系统中,要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏阵列的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)[2][12][13]。

为便于说明,现将光伏阵列的输出特性绘制如图2.1所示。假定图中曲线1和曲线2为两个不同日照强度下光伏阵列的输出特性曲线,A 点和B 点分别为相应的最大功率输出点;并假定某一时刻,系统运行在A 点。当日照强度发生变化,即光伏阵列的输出特性由曲线1上升为曲线2。此时如果保持负载1不变,系统将运行在A ′点,这样就偏离了相应日照强度下的最大功率点。为了继

续跟踪最大功率点,应当将系统的负载特性由负载1变化至负载2,以保证系统运行在新的最大功率点B 。同样,如果日照强度变化使得光伏阵列的输出特性由曲线2减至曲线1,则相应的工作点由B 点变化到B ′点,应当相应的减小负载2至负载1以保证系统在日照强度减小的情况下仍然运行在最大功率点A 。

3.2 几种常用MPPT 技术及比较

目前,光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)控制技术,在国内外均有一定程度的研究,也有很多控制方法,常用的有恒电压跟踪方法(CVT)、干扰观察法(Perturbation And Observation, P&O)、增量电导法(Incremental Conductance)等

[3]。下面将对这几种主要的MPPT 控制方法[11]的特点加以介绍。

2.2.1恒电压跟踪

恒电压跟踪方法从严格的意义上来说并不是一种真正意义上的最大功率跟踪方式,它属于一种曲线拟合方式[4],其工作原理如图2.2所示。忽略温度效应时,光伏阵列在不同日照强度下的最大功率输出点a ′、b ′、c ′、d ′和e ′总是近似在某一个恒定的电压值?Skip Record If...?附近。假如曲线?Skip Record If...?

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太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目:北京市发电系统设计 课程:太阳能光伏发电系统设计 专业:电气工程及其自动化 班级:电气0703 姓名:严小波 指导教师:夏扬 完成日期: 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算(功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw)-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计(电压:24V,48V)----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计,倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

人才培养方案论证报告

太阳能光电应用技术专业人才培养方案论证报告第一部分:人才培养方案制订的基本过程和依据 一、依据 根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》、《山东省人民政府关于加快建设适应经济社会发展的现代职业教育体系的意见》(鲁政发〔2012〕49号)、《山东省高等教育内涵提升计划(2011-2015年)》等文件精神,依据教育部职业教育与成人教育司制定的《高等职业学校专业教学标准(试行)》,结合我校省级特色名校建设方案,秉承“以教师为主导,以学生为主体,以德育为先导,以能力为本位,以校企合作为平台,以工学结合为切入点,以实现理论实践一体化教学为方向,以培养高素质的技术技能人才为目标”的人才培养理念,通过专业调研,依据专业人才的社会需求和岗位需求,优化专业人才培养方案,实现“专业与产业对接,课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,学历证书与职业资格证书对接,职业教育与终生教育对接”。 二、基本过程 (一)专业调研 2014年4月至2014年6月,太阳能光电应用技术专业教师先后到德州市科技局、新能源产业办公室、大海新能源有限公司、山东力诺太阳能电力集团、山东禹城汉能光伏有限公司、山东旭光太阳能光电有限公司、东营职业技术学院等企事业单位和兄弟院校深入调研,了解了企业对专业人才的需求现状,听取了企业对专业人才的培养意见及建议。 通过调研,确定了本专业学生的就业面向: 太阳电池、光伏组件生产企业、LED产品生产企业、光伏发电系统工程建设企业、大中小型光伏发电运营企业的设备操作、现场工艺和技术管理、系统软件电路SCH、PCB 设计、单片机及PLC光伏发电系统软硬件应用、器件检测、系统调试、安装、使用等岗位技术工作和管理工作。 初始工作岗位: 生产设备运行(太阳电池、组件生产设备操作;光伏发电系统运行;电气元件检测;太阳电池及LED生产线质量检验等岗位)。 光伏发电系统设备安装与调试(光伏发电系统设备安装、调试岗位)。 光伏发电系统设备检测与维修(太阳电池、蓄电池、LED、存储逆变控制器、电路、

光伏产业概述

光伏产业的概念 利用太阳能的最佳方式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料为应用开发形式的产业链条称之为“光伏产业” 利用太阳能的最佳形式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电,以硅材料为应用开发形式的产业链条称之为“光伏产业” 制约产业迅速发展的不利因素和障碍 1.太阳能电池板所使用大风高纯度硅材料严重短缺 2.主要市场目前在国外 3.国内太阳能电池生产能力如现在的藏獒市场一样迅速膨胀,2007年在全国太阳电池成产 能力达到2.0GW 4.成本仍然偏高,商业化市场的发展受到限制 5.太阳能光伏发电的配套技术还不成熟。如:并网逆变控制产品太阳能控制器还没有实 现自主研发商业化生产,产品可靠性低、主要依赖进口,独立系统中的蓄电池技术还不过关,寿命低 6.国内太阳能光伏市场继续扩大 7.尽管鼓励政策已经出台,但无具体的可操作性,如无并网电价 光伏发电的优点: 1.用之不尽,取之不竭,有光照的地方就能应用光伏发电 2.不受地理位置和资源分布的限制,可以与建筑物相结合,节约土地资源,发电过程不需 要水冷却,可以建在广阔的沙漠上。 3.真正的绿色可再生资源,无噪音,无污染排放, 4.无需消耗燃料和搭建输电线路,节约成本,可就地发电供电 5.转换过程简单,中间没有机械损耗,开发潜力大 6.建设周期短,获取资源所需要的时间短 缺点 1.照射的能量分布的密度小,需要占用巨大的面积 2.获得的能源同昼夜及阴晴等气象因素有关 光伏发电主要应用于三大方面: 1.为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有一些移动电源 和备用电源 2.太阳能日用电子产品,如太阳能程电器电子玩具路灯草地灯等 3.并网发电,在国外已经大面积推广使用,在国内还没有- 话语权的问题: 1.价格的话语权 中国企业之间大打价格战,在终端消费者心目中形成中国品牌的低端形象,形成了恶性循环。 2.媒体的话语权 Photon是目前国际上最权威的光伏行业媒体平台。它对于一款产品的评测和检验结论,在消费者心中的影响是不可低估的。 终端市场实现本土化销售和服务 福能的核心竞争力在于对市场和客户的需求做出最及时的反应,通过欧美本土化的销售和服务团队,给客户带来最完美的产品和服务体验。 福能的优势:

人教版物理高二选修3-1 2.2电动势同步检测卷C卷(考试)

人教版物理高二选修3-1 2.2电动势同步检测卷C卷(考试) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共20题;共42分) 1. (3分)(2016·吉林模拟) 如图所示,动圈式话筒能将声音信号转化为电流信号(交变电流),产生的电流信号再经过阻抗变压器后输出到扩音机,阻抗变压器除可进行阻抗匹配外,还可以减少信号沿导线传输过程中的电能损失,关于话筒内的这只阻抗变压器,下列说法中正确的是() 【考点】 2. (2分)两个小灯泡的标识分别是L1“6 V,6 W”,L2“6 V,9 W”,把它们串联后接在同一直流电源上(电源内阻可忽略不计),L1消耗的功率恰好为6 W,则L2消耗的功率为() A . 6 W B . 9 W C . 4 W D . 条件不足,不能确定 【考点】 3. (2分)夏天空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示,此空调器运转1 h用电()

A . 1.0度 B . 1.5度 C . 2.0度 D . 2.5度 【考点】 4. (2分) (2018高二上·黑龙江月考) 如图所示,R1和R2都是4W、100Ω的电阻,R3是1W、100Ω的电阻,A、B两端允许消耗的最大电功率是() A . 1.5W B . 3W C . 9W D . W 【考点】 5. (2分)从安全用电的角度出发,下列做法存在安全隐患的有 A . 用电器金属外壳应该有接地线

B . 不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器 C . 洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线 D . 要定期检查用电器插头,特别是大功率用电器插头 【考点】 6. (3分) (2018高二上·杭锦后旗月考) 关于电功和焦耳热,下列说法正确的是() A . 在纯电阻电路中,计算电功可用公式W=I2Rt B . 在非纯电阻电路中,计算电功可用公式W= I2Rt C . 在非纯电阻电路中,计算焦耳热用Q= I2Rt D . 在纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q=UIt 【考点】 7. (2分) (2020高二下·宁波期中) 能源问题是当今社会重要的一个难题。关于节约能源已经深入到我们的家庭生活中。现有两盏节能灯A和B,其额定功率相同,额定电压A灯大于B灯,则() A . 两灯正常发光时,IA > IB B . 两灯电阻RA < RB C . 将两灯串联后接入电路中,灯的功率PA > PB D . 将两灯并联后接入电路中,灯的功率 【考点】 8. (2分) (2020高二上·贵阳期末) 一定值电阻两端加上某一稳定直流电压,某段时间内通过该电阻的电荷量为0.2C,消耗的电能为0.6J。若相同时间内通过该电阻的电荷量为0.4C,则该电阻两端所加的电压和消耗的

光伏发电技术及应用

巩义三中专“光伏发电技术及应用”专业 一、培养规格与培养目标 培养规格:中职,初中起点三年制两年的在校学习,半年实习,半年顶岗实习,三年后完成学业发中专毕业证;高中起点一年制,主要学习专业理论和专业技能课,一年后完成规定的学业,发放专业合格证,安排就业。 培养目标:本专业面向光伏发电系统,培养德、智、体、美全面发展,适应光伏发电产业发展需要,具有光伏发电基础理论知识,系统掌握光伏发电及应用技术,具有现代企业管理意识,能在光伏发电及应用领域,包括电能检测、设备控制、发电技术管理等方面能够胜任岗位需要的中、初级技术应用性人才。 二、课程模块设置 本专业中专起点共设置4个模块,分别是:公共基础课、专业基础课、专业课、实践课。 高中起点设置3个模块,分别是:专业基础课、专业课、实践课。 三、课程设置 中专起点: 1.公共基础课。 (1)德育课:职业生涯规划、职业指导与法律、经济政治与社会、哲学与人生。 (2)文化基础课:语文、数学、英语、物理、化学、计算机应用基础、体育与健康教育。 (3)选修课:普通话口语训练、礼仪与交际、书法。

2.专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图、机械基础。 3.专业课。 (1)必修课:太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 (2)选修课:太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 4.本专业统设必修综合实践包括电工与电子学实验、金工实习、综合实训(光伏)。 高中起点: 1.专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图。 2.专业课。 (1)必修课:太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 (2)选修课:太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 就业面向:具有在太阳能光伏系统及相关领域从事系统安装与维护、调试、生产运行、技术管理、产品检测与质量控制等方面的工作能力。毕业生主要面向光伏企业。也可以从事光伏专业职业教育的实践教学工作。 2010年12月6日

太阳能制冷文献综述

文献综述二零一二年六月

文献综述 太阳能制冷系统研究现状及其进展 引言: 在完成太阳能制冷系统研究现状及其进展的论文过程中,我参考了诸多文献,引用了它们的思想或者结论,现将其中一些比较主要的文献作为完成本文的研究依据做一个综述。 1.太阳能吸收式空调及供热综合系统 太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机两部分构成。吸收式制冷的基本原理是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。这两种物质在同一压强下有不同的沸点, 其中高沸点的组分称为吸收剂, 低沸点的组分称为制冷剂。常用的吸收剂) 制冷剂组合有两种: 一种是溴化锂—水, 通常适用于大型中央空调; 另一种是水—氨, 通常适用于小型空调。 在夏季, 被集热器加热的热水首先进入储水箱, 当热水温度达到一定值时, 由储水箱向制冷机提供热媒水; 从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱, 再由集热器加热成高温热水; 制冷机产生的冷媒水通向空调箱, 以达到制冷空调的目的。当太阳能不足以提供高温热媒水时, 可由辅助锅炉补充热量。在冬季, 同样先将集热器加热的热水进入储水箱,当热水温度达到一定值时, 由储水箱直接向空调箱提供热水, 以达到供热采暖的目的。当太阳能不能够满足要求时, 也可由辅助锅炉补充热量。在非空调采暖季节, 只要将集热器加热的热水直接通向生活用储水箱中的热交换器, 就可将储水箱中的冷水逐渐加热以供使用。二空调及供热综合示范系统。 2.热管式真空管集热器的热性能研究 热管式真空管集热器是一种新型的太阳能集热装置。由于运用了真空技术,大幅度地降低了集热器的热损失,因而使其在高工质温度或低环境温度的运行条件下仍具有良好的热性能。同时,由于运用了热管技术,被加热工质不直接流经真空管,因而跟普通真空管集热器比较,热管式真空管集热器还具有许多其它优点:热容量小,在瞬变的太阳辐照条件下可提高集热器输出能量;热二极管效应.当太阳辐照较低时可减少被加热工质向周围环境散热;防冻,在冬季夜间一20%时真空管本身不会冻裂;另外,系统承压高,易于安装、维修等等。 3.新型高效太阳能制冷技术 对传统太阳能制冷技术进行分类总结,指出其热力学局限性,提出一种太阳能制冷新模式。对光纤小碟太阳能聚光集热系统进行介绍,并对其性能进行初步评价,指出利用光纤小碟太阳能聚光集热系统同时驱动气体透平机发电制冷和两级吸收式制冷机,实现太阳能的梯级利用,是获得高效太阳能制冷的新途径。对一

太阳能光伏电池论文中英文资料对照外文翻译文献综述

光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计 1.引言 太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源越来越受到重视。太阳能发电已经在很多国家和地区开始普及,太阳能照明也已经在我国很多城市开始投入使用。作为太阳能照明的一个关键部分,蓄电池的充电以及保护显得尤为重要。由于密封免维护铅酸蓄电池具有密封好、无泄漏、无污染、免维护、价格低廉、供电可靠,在电池的整个寿命期间电压稳定且不需要维护等优点,所以在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中有着广泛的应用。采用适当的浮充电压,在正常使用(防止过放、过充、过流)时,免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年,如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2。由此可见,充电方式对这类电池的使用寿命有着重大的影响。由于在光伏发电中,蓄电池无需经常维护,因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。传统的充电和保护IC是分立的,占用而积大并且外围电路复杂。目前,市场上还没有真正的将充电与保护功能集成于单一芯片。针对这个问题,设计一种集蓄电池充电和保护功能于一身的IC是十分必要的。 2.系统设计与考虑 系统主要包括两大部分:蓄电池充电模块和保护模块。这对于将蓄电池作为备用电源使用的场合具有重要意义,它既可以保证外部电源给蓄电池供电,又可以在蓄电池过充、过流以及外部电源断开蓄电池处于过放状态时提供保护,将充电和保护功能集于一身使得电路简化,并且减少宝贵的而积资源浪费。图1是此Ic在光伏发电系统中的具体应用,也是此设计的来源。 免维护铅酸蓄电池的寿命通常为循环寿命和浮充寿命,影响蓄电池寿命的因

素有充电速率、放电速率和浮充电压。某些厂家称如果有过充保护电路,充电率可以达到甚至超过2C(C为蓄电池的额定容量),但是电池厂商推荐的充电率是C/20~C/3。电池的电压与温度有关,温度每升高1℃,单格电池电压下降4 mV,也就是说电池的浮充电压有负的温度系数-4 mV/℃。普通充电器在25℃处为最佳工作状态;在环境温度为0℃时充电不足;在45℃时可能因严重过充电缩短电池的使用寿命。要使得蓄电池延长工作寿命,对蓄电池的工作状态要有一定的了解和分析,从而实现对蓄电池进行保护的目的。蓄电池有四种工作状态:通常状态、过电流状态、过充电状态、过放电状态。但是由于不同的过放电电流对蓄电池的容量和寿命所产生的影响不尽相同,所以对蓄电池的过放电电流检测也要分别对待。当电池处于过充电状态的时间较长,则会严重降低电池的容量,缩短电池的寿命。当电池处于过放电状态的时间超过规定时间,则电池由于电池电压过低可能无法再充电使用,从而使得电池寿命降低。 根据以上所述,充电方式对免维护铅酸蓄电池的寿命有很大影响,同时为了使电池始终处于良好的工作状态,蓄电池保护电路必须能够对电池的非正常工作状态进行检测,并作出动作以使电池能够从不正常的工作状态回到通常工作状态,从而实现对电池的保护。 3.单元模块设计 3.1充电模块 芯片的充电模块框图如图2所示。该电路包括限流比较器、电流取样比较器、基准电压源、欠压检测电路、电压取样电路和逻辑控制电路。 该模块内含有独立的限流放大器和电压控制电路,它可以控制芯片外驱动器,驱动器提供的输出电流为20~30 mA,可直接驱动外部串联的调整管,从

最新光伏发电系统及其M的概述

光伏发电系统及其M 的概述

安徽工业大学 光伏发电系统及其MPPT的概述 课程名称:电气工程新技术 专业:电气工程(专硕) 姓名:陈亚东 学号:1320190259

光伏发电系统及其MPPT的概述 摘要:以太阳能光伏发电系统为研究对象,整体介绍了太阳能光伏发电系统的类型及其构成,讨论了光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)技术的意义。以最大限度利用太阳能为主要目标,介绍了太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,并讨论了各个方法的优缺点。 关键词:太阳能;光伏发电系统;MPPT;控制方法 1 引言 在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能作为一种新兴的可再生能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域限制等优点,受到了一致青睐,正得到迅速的推广应用[6]。在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。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[9]。 太阳能发电是将太阳光能直接转化成电能的发电方式,包括光伏发电、光化学发电、光感应发电等。光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射能量转化为电能的直接发电方式,光伏发电系统是由光伏阵列、控制器和电能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。光伏电池阵列产生的电能经过电缆、控制器、储能等环节予以存储和转换,转换为负载所能使用的电能。而光伏系统的一大缺点就是光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出;而且在工作过程中受环境的影响也很大,会损失很多能量。因此为了使其输出的电能达到最大化,除了要研制价格低廉且能量转换效率高的光电材料外,还要在控制上实现光伏电池的大功率输出。这些控制方法包括光伏自动跟踪控制和最大功率点跟踪控制。最大功率点跟踪(MPPT)控制方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。 本文讨论了光伏发电系统的构成以及提出了光伏系统的最大功率点跟踪技术的意义,并介绍了最大功率点跟踪的方法和原理及常见MPPT控制方法。

参考文献

参考文献 [1] 陈炜,艾欣,吴涛,刘辉.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J]. 电力自动化备,2013,33(2):26-39. [2] 董有尔,蒙宇,申甜甜,唐晋娥.太阳能光伏发电系统应用研究[J].山西大学学报(自然科学版), 2013, 36(1):40-48. [3] 黄显斌,林达,王慧芳,吴涛.并网光伏系统低电压穿越策略综述[J].机电工程,2016,33(5):589-601. [4] 姚致清,于飞,赵倩,张群.基于模块化多电平换流器的大型光伏并网系统仿真研究[J].中国电机工程学 报,2013,33(36):27-33. [5] 程军照,吴夕科,李澍森,左文霞.采用Boost的两级式光伏发电并网逆变系统[J].高电压技 术,2009,35(8):2048-2052. [6] 周雪松.宋代春,马幼捷,郭润睿,程德树.光伏并网逆变器的控制策略[J].华东电力,2010,38(1):80-83. [7] 曾正,赵荣祥,汤胜清,杨欢,吕志鹏.可再生能源分散接入用先进并网逆变器研究综述[J].中国电机工程 学报,2013,33(24):1-12. [8] 刘东冉,陈树勇,马敏,王皓怀,侯俊贤,马世英. 光伏发电系统模型综述[J].电网技术,2011,35(8):47-52. [9] 丁明,王伟胜,王秀丽,宋云亭,陈得治,孙鸣.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学 报,2010,34(1):1-14. [10] 艾欣光,韩晓男,孙英云.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].现代电力,2013,30(1):1-7. [11] 贾宛英,崔云,郭亚男.小型离网光伏发电系统中逆变器的设计与仿真[J].科技创新与应 用,2013,35:16-17. [12] 陈德,唐杰,贺仲科,李然,张曙云.离网型太阳能光伏发电系统逆变器的设计[J].仪表技术,2013,3:40-42. [13] 杨志卫,朱建华,高俊.光伏发电正弦波逆变系统设计[J].电源技术,2011,35(7):784-787. [14] 柳少良.分布式光伏发电系统用250W微型逆变器的设计优化[J].应用装置,2012,5:35-39. [15]孔德政. 光伏分布式发电中的逆变系统设计[J]. 电子测试,2013,14:1-3. [18]付文辉. 太阳能光伏发电监控系统的设计与实现[D].电子科技大学,2008. [17]任奇. 单相光伏发电逆变系统研究及实现[D].青岛大学,2008. [19]张辉. 光伏并网发电逆变技术研究[D].复旦大学,2009. [20]郑颉.光伏发电逆变系统的设计与实现[D].南京航空航天大学,2009. [21] 赵杰. 光伏发电并网系统的相关技术研究[D].天津大学,2012.

光伏最大功率点跟踪系统MPPT的设计【文献综述】

毕业设计开题报告 电气工程及其自动化 光伏最大功率点跟踪系统MPPT的设计 1前言部分 随着社会生产的日益发展,人们对能源的需求每天都在增加,全世界对能源的消耗在1970年约为83亿吨标准煤,而在1995年,这种消耗达到了140亿吨标准煤,25年间增长了69.7%,到2020年,全世界对能源的消耗预计将达到195亿吨标准煤。如果人类对能源的需求以目前的速度增长,根据公式计算,全世界的石油将在40年后被消耗殆尽,天然气和煤业最多能维持60年和200年左右。由此可见,研究和开发新能源的需求十分迫切,采用新能源和可再生能源不仅能解决能源短缺的问题,还能保护生态环境,减少污染,是走经济社会可持续发展的重大措施。太阳能资源丰富、分布广发、可再生、无污染,是当今国际社会公认的理想能源替代品[1]。能源危机迫在眉睫。根据对石油储量的综合估算,可支配的传统能源的极限大约为1180到1510亿吨,以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算,石油储量大约在2040左右年宣告枯竭;天然气储备估计在131800到152900兆立方米,年开采量维持在2300兆立方米,将在60年内枯蝎;煤的储量约为5600亿吨,1995年煤炭开采量为33亿吨,可以供应169年;铀的年开采量目前为每年6万吨,根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期;核聚变到2050年还没有实现的希望。传统能源与原料链条的中断,必将导致世界经济危机和冲突的加剧,最终将葬送现代市场经济[2]。事实上,近10年来,中东及海湾地区与非洲的战争都是由传统能源的重新配置与分配而引发。总之,能源危机随时会爆发,它的爆发将具有爆炸性[3]! 当今世界太阳能光伏技术的利用,特别是在非洲、美洲、澳洲、亚洲各国,其增长幅度相当大,只要原因是近几年来太阳能电池、电力电子及微电子技术的快速发展,以及人们环保意识的不断增强[4]。太阳能发电与其他发电系统相比具有许多优点: 1.太阳能取之不尽,用之不竭,每天照射到地球上的太阳能是人类消耗的能量 的6000倍。

光伏发电原理及发电系统简介

光伏发电原理及发电系统简介 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,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 一、光伏效应 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。 二、原理 太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式,一种是光-热-电转换方式,另一种是光-电直接转换方式。 (1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。

(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。 三、系统组成 光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。 1、电池方阵

深圳职业技能鉴定新能源系统设计与应用考核大纲

深圳市职业技能鉴定新能源系统设计与应用考核 大纲 1.职业概况 1.1 职业名称新能源系统设计与应用1.2 职业定义从事新能源发电系统设计、安 装、调试与维护维修的人员。 1.3 职业等级: 本大纲共设两个等级,分别为:新能源系统设计与应用(专项职业能力五级)、新能源系统设计与应用(专项职业能力四级)1.4 基本文化程度初中毕业。 1.5 培训要求1.5.1 全日制职业学校教育,根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限:初级不少于200 标准学时;中级不少于300 标准学时。 1.5.2 标准教室及具备必要实验设备的实践场所和所需的测试仪表及工具。1.6 鉴定要求 1.6.1 适用对象从事或准备从事本职业的人员。 1.6.2 申报条件一、初级(具备以下条件)年龄满16 周岁。 二、中级(具备以下条件之一) (一)取得本职业初级职业资格证书或有效的电工操作证满1 年。 (二)取得本职业初级职业资格证书或有效的电工操作证,经本职业中级正规培训达规定标准学时数,并取得毕(结)业证书。 (三)以中级工为培养目标的职业院校新能源专业或电气自动化、机电一体化、节能技术专业的二年级第四学期学生。 (四)高等、高职院校二年级及以上新能源专业或自动化、电气工程及其自动化、机电一体化、节能技术专业的学生。 (五)已取得相关职业中级职业资格证书,经本职业正规培训达规定标准学时数,并取得毕(结)业证书。 1.6.3 鉴定方式 分为理论知识考试和技能操作考试。理论知识考试采用闭卷笔试方式,技能操作采用实训设备操作方式。理论知识考试和技能操作考核均为百分制,成绩均达到60 分以上者为合格。 1.6.4 考评人员与考生配比理论知识考试考评人员与考生配比为1:15,每个标准教室不少于2 名考评人员;技能操作考评员与考生配比为1:10,且不少于3 名考 评员。

光伏发电系统概述

光伏发电系统概述 根据不同的应用场合,太阳能光伏发电系统一般分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统等五种。1、并网发电系统 光伏并网系统由组件,并网逆变器,光伏电表,负载,双向电表,并网柜和电网组成,太阳能电池板发出的直流电,经逆变器转换成交流电送入电网。目前主要有大型地面电站、中型工商业电站,小型家用电站三种形式。 由于并网光伏发电系统不需要使用蓄电池,节省了成本。国家发布的并网新政策已经明确表示,家庭光伏电站免费入网,分布式发电光伏发电,一度电国家补贴0.42元,自己用电不花钱,多余的电还可以卖给电力公司。从投资的长远角度,按家庭光伏电站25年的使用寿命计算,6-10年左右可以回收成本,剩下的十几年就是纯收益。 图1并网发电系统示意图 分布式光伏并网系统,负载优先使用太阳能,当负载用不完后,多余的电送入电网,当光伏电量不足时,电网和光伏可以同时给负载供电,并网逆变器依赖于电网,当电网断电时,逆变器就会启动孤岛保护功能,逆变器停止运行,太阳能不能发电,负载也不能工作。 2、离网发电系统 离网型光伏发电系统,不依赖电网而独立运行,广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器,逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情

况下将太阳能转换为电能,通过太阳能控制逆变一体机给负载供电,同时给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。 这种系统由于必须配备蓄电池,且占据了发电系统30-50%的成本。而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3-5年,过后又得更换,这更是增加了使用成本。而经济性来说,很难得到大范围的推广使用,因此不适合用电方便的地方使用。 图2 离网发电系统示意图 对于无电网地区或经常停电地区家庭来说,离网系统具有很强的实用性。特别是单纯为了解决停电时的照明问题,可以采用直流节能灯,非常实用。因此,离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的。 3、并离网储能系统 并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电,或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多等应用场所。 图3 并离网发电系统示意图

光伏发电技术及应用

光伏发电技术及应用2019 廖东进

目录 前言错误!未定义书签。项目1 太阳能光伏系统认识3 1.1太阳能光伏发电的应用及特点3 1.1.1光伏发电应用3 1.1.2光伏发电特点8 1.2 光伏发电系统认识11 1.2.1光伏发电系统工作方式11 1.2.2太阳能光伏发电系统的组成及分类16项目2 太阳能资源的获取22 2.1我国太阳能资源分布22 2.2太阳辐资源获取27 2.2.1 太阳能辐射量组成27 2.2.2 太阳能辐射量测量31 2.3太阳能辐射量估算33项目3光伏电池组件及方阵容量设计37 3.1光伏单体电池发电特性认识37 3.1.1单体电池参数认识37 3.1.2单体电池输出特性分析40 3.2 光伏组件输出特性分析45 3.3光伏方阵结构设计48 3.4光伏方阵容量设计54项目4 光伏储能设备认识及设计61 4.1铅酸蓄电池的认识61 4.2蓄电池的选择及容量设计69 4.3蓄电池的选购、安装、维护73 4.4超级电容器的认识及使用77项目5 光伏控制器认识86 5.1太阳能控制器认识86 5.1.1光伏控制器功能86 5.1.2光伏控制器分类及控制原理91 5.2光伏电池最大功率点跟踪方法97 5.3典型光伏控制应用及选购100 5.4典型光伏控制电路制作105

5.4.1蓄电池电压检测器电路制作105 5.4.2铅酸蓄电池充放电电路106 5.4.3太阳能草坪灯控制电路制作112 5.5超级电容在LED灯具中的应用116项目6 光伏逆变器119 6.1逆变器认识及测试119 6.2光伏逆变器控制原理124 6.2.1光伏逆变器工作原理124 6.2.2独立型逆变器129 6.2.3并网型逆变器135 6.3小功率逆变器制作141项目7 光伏发电系统容量设计144 7.1光伏系统容量设计考虑因素144 7.2太阳能光伏发电系统容量的设计与计算151 7.2.1光伏发电系统组件容量设计151 7.2.2蓄电池和蓄电池组容量设计155 7.2.3以太阳辐射量为参数的其他设计方法160 7.3并网光伏发电系统容量的设计与计算167项目8 太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计172 8.1太阳能光伏发电系统的整体配置172 8.2光伏发电供配电系统设计182 8.3太阳能光伏发电系统配置设计实例193项目9 RETScreen软件应用202 9.1 RETScreen认识202 9.2 RETScreen光伏模型中的应用204 9.2.1能源模型初始化204 9.2.2能源模型分析205 9.2.3成本分析模型设计207 9.2.4减排量分析209 9.2.5财务分析211参考文献213

光伏发电系统及其MPPT的概述

安徽工业大学 光伏发电系统及其MPPT的概述 课程名称:电气工程新技术 专业:电气工程(专硕) 姓名:陈亚东 学号:1320190259

光伏发电系统及其MPPT的概述 摘要:以太阳能光伏发电系统为研究对象,整体介绍了太阳能光伏发电系统的类型及其构成,讨论了光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)技术的意义。以最大限度利用太阳能为主要目标,介绍了太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,并讨论了各个方法的优缺点。 关键词:太阳能;光伏发电系统;MPPT;控制方法 1 引言 在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能作为一种新兴的可再生能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域限制等优点,受到了一致青睐,正得到迅速的推广应用[6]。在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。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[9]。 太阳能发电是将太阳光能直接转化成电能的发电方式,包括光伏发电、光化学发电、光感应发电等。光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射能量转化为电能的直接发电方式,光伏发电系统是由光伏阵列、控制器和电能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。光伏电池阵列产生的电能经过电缆、控制器、储能等环节予以存储和转换,转换为负载所能使用的电能。而光伏系统的一大缺点就是光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出;而且在工作过程中受环境的影响也很大,会损失很多能量。因此为了使其输出的电能达到最大化,除了要研制价格低廉且能量转换效率高的光电材料外,还要在控制上实现光伏电池的大功率输出。这些控制方法包括光伏自动跟踪控制和最大功率点跟踪控制。最大功率点跟踪(MPPT)控制方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。 本文讨论了光伏发电系统的构成以及提出了光伏系统的最大功率点跟踪技术的意义,并介绍了最大功率点跟踪的方法和原理及常见MPPT控制方法。 2 太阳能光伏发电系统 太阳能光伏发电系统[8]在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用,并且随着技术的发展,其应用领域还在不断地延伸和发展。

太阳能光伏电池论文中英文资料对照外文翻译文献综述

中英文资料对照外文翻译 光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计 1.引言 太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源越来越受到重视。太阳能发电已经在很多国家和地区开始普及,太阳能照明也已经在我国很多城市开始投入使用。作为太阳能照明的一个关键部分,蓄电池的充电以及保护显得尤为重要。由于密封免维护铅酸蓄电池具有密封好、无泄漏、无污染、免维护、价格低廉、供电可靠,在电池的整个寿命期间电压稳定且不需要维护等优点,所以在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中有着广泛的应用。采用适当的浮充电压,在正常使用(防止过放、过充、过流)时,免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年,如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2。由此可见,充电方式对这类电池的使用寿命有着重大的影响。由于在光伏发电中,蓄电池无需经常维护,因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。传统的充电和保护IC是分立的,占用而积大并且外围电路复杂。目前,市场上还没有真正的将充电与保护功能集成于单一芯片。针对这个问题,设计一种集蓄电池充电和保护功能于一身的IC是十分必要的。 2.系统设计与考虑 系统主要包括两大部分:蓄电池充电模块和保护模块。这对于将蓄电池作为备用电源使用的场合具有重要意义,它既可以保证外部电源给蓄电池供电,又可以在蓄电池过充、过流以及外部电源断开蓄电池处于过放状态时提供保护,将充电和保护功能集于一身使得电路简化,并且减少宝贵的而积资源浪费。图1是此Ic在光伏发电系统中的具体应用,也是此设计的来源。 免维护铅酸蓄电池的寿命通常为循环寿命和浮充寿命,影响蓄电池寿命的因素有充电速率、放电速率和浮充电压。某些厂家称如果有过充保护电路,充电率可以达到甚至超过2C(C为蓄电池的额定容量),但是电池厂商推荐的充电率是C/20~C/3。电池的电压与温度有关,温度每升高1℃,单格电池电压下降4 mV,

光伏发电和风力发电混合发电系统论文中英文资料对照外文翻译文献综述

中英文资料对照外文翻译 译文 在混合光伏阵列中采用滑模技术的电源控制发电系统 摘要 变结构控制器来调节输出功率的一个独立的混合发电系统。该系统包括光伏发电和风力发电,存储电池组和一个变量的单相负载。控制律承认两种操作模式。第一条用在当日晒度足够满足对电力的需求的情况下。第二运作模式应用在日晒度不足的时候。后者致使系统在最大功率操作点(MPOP)操作下存储尽可能多的能量。根据IncCo nd算法开发的一种新方法。滑模控制用于技术设计的控制律。这些技术提供了一个简单的控制律设计框架,并有助于它们自带的鲁棒性。最后,指导方针根据考虑为实际系统的设计。 1引言 可再生能源,如风力和太阳能被认为是非常前途的能源。它们拥有可以满足不断增加的世界能源需求的特点。另一方面,他们是基于无公害转换流程,它们需要的主要资源是取之不尽,用之不竭,并且免费的。对于远程、远离电网的地方,它往往是比用输电线路[1] 提供一个独立的电力来源拥有可行性。在这些电网中,在混合动力系统结合模块的基础上,可再生能源发电以柴油为动力的备用发电机已考虑ERED等效为一个可行的选择[2, 3]。然而,柴油发电机在孤立的燃料供应和其运作领域是相当麻烦,相比较可再生能源,显得不划算[4]。为了取代柴油备用发电机,独立的混合动力系统经常采用结合可再生能源来源的TARY 型材,如风力和光伏发电,合适的存储设备,如电池。自存储成本仍然是一个重大的经济约束,通常光伏/风能/电池系统是用“适当”的大小以减少资本成本。 本文提出了一种控制策略,以规范的混合动力系统,包括光伏发电和风力发电,蓄电池组和可变负载的输出功率作为研究。控制可调整的光伏发电、风力发电,以满足负载和电池充电的电源要求。系统以在独立控制下的最大发电的主要目标。该控制器的设计开发,在之前的文献[5]中提过。因此,根据不同的大气条件,不同的光伏阵列控制律使用的范围不同。第一条用在暴晒的地方,运作模式足以提供的总功率需求,和风力发电一起适用。另一条控制律是在曝晒度不足情况下跟踪最大功率操作点(MPOP),使系统保持尽可能多的储存的能量。跟踪MPOP的方法是一个新的扩展版本下的IncCond算法[6]。 对于这两种操作模式设计控制律均使用滑模方法。这种技术很有吸引力,它简化了设计任务,并使控制器具有鲁棒性。此外,根据第二次的运作模式,这种技术提供的MPOP收敛速度最快。 2光伏电池的电气特性 光伏电池产生的瞬时电能取决于几个电池参数和变量的环境条件,如日照和温度。其电动行为可以用简单的非线性电流源串联与内在电池串联电阻()为基础。在这种模式下的电流源,可以通过下面表达式表示[6-8]: 其中是一个给定的曝晒下的电流,是电池反向饱和电流,和分别是输出电流和太阳能电池的电压,q是电子电荷,K为波尔兹曼常数,T为电池的温度。因子A看成理想的p-n结特性的电池偏差,值在的1到5之间[6]。此外,反向饱和电流()

光伏发电简介

光伏发电原理 1 太阳电池 1.1 半导体光生伏打电效应 硅,地球上最丰富的元素之一,经“提纯”和“生长”后成为晶体半导体,是构成太阳电池的基本材料。太阳电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素(例如:磷或硼等),从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊电性能的半导体材料。具有光-电转换特性的半导体器件通常由两种分别称为p型半导体和n型半导体的材料结合而成(见图2-1),当光照射到p-n结上时,产生 电子—空穴对,在半导体内部结附近生成的载流子,受内建电场的吸引到达空间电荷区。电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴,在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电 图2-1 半导体光电效应示意图 场的作用外,还使P区带正电,n区带负电,在n区和p区之间的薄层产生电动势,这就是“光生伏打效应”。此时,如果将外电路短路,则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过,这个电流称作短路电流。另一方面,若将p-n结两端开路,则由于电子和空穴分别流人n区和p区,使n区的费米能级比p区的费米能级高,在这两

个费米能级之间就产生了电位差V。可以测得这个值,并称为开路电压。 1.2 太阳电池原理 太阳电池是一种具有光伏打效应的半导体器件(简称“光伏器件”),它直接将太阳光转换成直流电,是光伏发电的最基本单元(见图2-2)。太阳电池由两层半 导体材料组成,其厚度大约1/100英寸,形成两个区域—一个正荷电区,一个负荷电区。负区位于电池的上层,在这一层强迫渗透磷并与硅粘在一起。正区置于电池表层的下面,正负界面区域称为p-n结。制造电池时p-n结被赋予了恒定的特性。当阳 光投射到太阳电池内保持松散状态的电子时,这些靠近p-n结的电子朝向电池的表层流动。金属线将光伏组件里每个电池的前面与下一个电池的背面相连,这样使电子通过许多p-n结,建立起所有电池的串联电压。在每个电池p-n结处的电压增加大约0.5V的电动势,这个电池电压与电池的尺寸无关。电流受电池面积和日照强度的影响,较大面积的电池能够产生较强的电流。 2 光伏电路原理 2.2.1 简单光伏电路 电路是来自电压源的电子流的连续通道,例如将一个蓄电池通过导体或金属线连到负载,就成为一个最简单的电路,如图2-3(a)所示。它有一个单一的电压源 图2-2 光伏器件光-电转换示意图

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