绿色生态住宅小区太阳能光伏发电系统的应用刍议
作者：刘洋洋
单位：亿达集团有限公司
邮编：116021
地址：亿达广场4号楼
摘要：2007年，我国首套家用太阳能光伏发电系统在莘庄居民小区成功运行以来，绿色生态住宅小区太阳能光伏发电系统的大规模推广依然前路漫漫。本文重点分析太阳能光伏发电系统的原理和优势，推广的现实性和紧迫性以及存在的障碍。
关键词：太阳能光伏发电；独立发电系统；应用
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，作为一种最丰富的清洁能源，日益引起人们的重视和应用。
1.绿色低碳节能建筑与太阳能光伏发电
目前，“低碳”正成为社会发展各领域的重要主题。在建筑林立的城市，作为耗能大户，建筑的低碳化趋势成为行业的必然。建筑业在建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的30%，而全国范围内的节能建筑仅占整个建筑总量的10%左右。目前，建筑更加需要在节能环保技术的推动下，实现绿色化改造。建设部的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》中规定，大力倡导利用太阳能的绿色住宅小区建设。照明耗能与供暖、空调位列建筑耗能的前三甲。照明作为第二大项占建筑总能耗的35%。因而照明的节能改造是建筑迈向绿色转变的第一步台阶。使用光伏电池系统为建筑部分供电的节能建筑，与常规情况相比，节能高达75%以上。
2.太阳能光伏发电原理与供配电方式
太阳能光伏发电系统是利用太阳光辐射能作用于半导体板，当太阳光入射能量大于半导体板的导带底与价带顶之间能量差时，板里电子从价带激发到导带，产生一个个电子—空穴对载流子，并随即被半导体板里原处于平衡状态的P-N结势垒电场作用，电子—空穴对被分离、扩散，电子留在N区，空穴留在P区，在不断地被激发、分离、扩散过程，在P-N 结两侧分别积累了大量空穴和电子，形成了强大的势垒电势，即光生电动势，这种把太阳光能直接转换为电能的发电方式，称为太阳能光伏发电。
绿色生态住宅小区可建立独立发电系统，独立发电、独立供电，环保安全，不需要其它能源消耗，见图1。
图1 独立发电系统
在建筑小区中太阳能路灯，就是最简单、最典型的应用实例，当选用直流LED（发光二极管）光源时，就是直流负载形式；当选用交流节能荧光灯光源时，就是交流负载形式。
这种供配电方式优点是简单、经济、灵活、使用范围广泛，但一般适用于用电容量小、分散性大的用电负载。缺点是用电可靠性差，管理、控制也较分散、麻烦。
绿色生态住宅小区也可建立市电并联发电系统或市电并网发电系统，一旦太阳能光伏发电供电不足或中断，可借助于ATSE自动切换由市电供电，提高供电的可靠性，同时也可适量地减少配置蓄电池的容量，节约一定投资。
3.太阳能光伏发电系统在绿色生态住宅小区推广应用的可行性
联合国能源机构的调查报告显示，光伏与建筑一体化（BIPV）将成为21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑业将是21世纪最重要的新兴产业之一。光伏与建筑相结合还有诸多优点：光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大，光伏系统发电量最多时期，对电网可以起到调峰作用；光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，可以起到建筑节能作用。
近年来兴建的小区，不管是住宅小区，还是公建，规模、范围都很大，建筑面积一般都达几十万平米，给建造太阳能光伏发电提供了较大的屋顶面积，可供装设大面积的太阳能光伏电池板组。此外，一个小区有许多公共用电设备，如小区路灯、草坪庭园灯，变频调速的水泵、风机，地下车库的照明和楼房的电梯等，这些用电设备都可以首先考虑采用太阳能光伏发电系统供电。
太阳能光伏建筑一体化是将太阳能光伏发电产品集成或结合到建筑上。它不是将太阳能光伏发电和建筑的简单相加，而是根据节能、环保、安全、美观和经济实用的总体要求，将太阳能光伏发电作为建筑的一种体系融入建筑领域，纳入基本建筑程序，与建设工程同步设计、同步施工、同步验收，与建设工程同时投入使用。
太阳能光伏发电系统在绿色生态住宅小区的应用可建立多项子系统。如屋顶太阳能光伏并网发电系统，采用屋顶太阳能电池板，通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过逆变器将直流电变为220V交流电，与市电网相连接并网，供居民使用；户外绿色照明系统，小区的路灯、草坪灯、投影灯等公用照明系统全部采用风光互补独立供电系统，灯具则采用LED灯具和节能灯等灯具，不仅大大减少小区的公用电费，而且最直接地体现新能源、节能和环保的理念，是真正的绿色照明系统，具体为对主要道路安装风光互补路灯，林荫小道安装太阳能庭院灯，草地绿化区安装草坪灯等。另外，太阳能光伏发电系统还可以应用到小区户外公用设施上，环保、节能且成本低，如太阳能小区广告灯箱、太阳能书报亭、太阳能小区楼道灯、太阳能小区灭虫灯等户外公用设施。
4、太阳能光伏发电系统应用存在的问题
绿色环保、可再生的太阳能光伏发电系统毫无疑问将持续、迅速发展，但当前还存在许多阻碍其发展的问题。
太阳能光伏发电系统的强制性应用推广不利。应当把太阳能光伏发电系统纳入国家有关建筑节能设计的规范标准中，纳入建筑节能设计指标，明确要求有条件的地区、有条件的建筑工程项目设计、建造、使用。
政策扶持，鼓励制度、社会公益投资不够。太阳能光伏发电系统投资大、发电成本高。据研究材料证明，目前的太阳能光伏电池板光电转化率比较低，约在15~25%，成本比较高。建造一套太阳能光伏发电系统，按市场电价来换算发电价，大约要20年才回收成本，很多建筑企业缺乏选用的动力。政策也可以参照国际碳汇交易制定政策，形成价值化发展体系。
并网与设备配套存在阻力。从太阳能光伏发电系统到用电负载，之间各个环节的设备规格、技术参数等，都必须是配套开发、研制，不能脱节，方能推广应用。例如，广泛应用的交流变频调速装置，大部分采用的是交—直—交原理，就得开发出直—交原理的设备等，需要电力部门及电力运营商主动参与研究、开发和利用，保证这一系统安全、可靠运行。
5.结语
构建由绿色建筑组成的低碳生态城市是人们的共同愿景。中国绿色建筑还处于新兴发展阶段，因而在推动绿色建筑的过程中，需要得到各方的支持。太阳能光伏发电系统能为照明等用电设备，提供便捷绿色的电能。可提升用电品质，营造舒适、健康、高效的人居空间。随着太阳能光伏发电技术的推广和进步，将成为未来建筑的必备系统。
参考文献：
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[3]王东娇, 朱林泉, 薛忠晋. 太阳能独立光伏发电系统控制系统的研究与设计[J]. 山西电子技术，2010，(02).
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
太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01 学生学号：1209040110 学生姓名：胡超 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4
实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记 录一次）的太阳辐射强度： 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010
(BIPV)光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称：XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月
目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型（BIPV） (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成 .................................................... 错误！未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理 (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司 ........................................................ 错误！未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景................................................................................................................................ 错误！未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.3 卓越的设计团队................................................................................................................................ 错误！未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”................................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................................. 错误！未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)
太阳能光伏发电系统基本组成 欧阳光明（2021.03.07） 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。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。 理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13％左右，国际上同类产品效率约12至14％。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳
的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 （二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 （三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 （四）逆变器：在很多场合，都需要提供220V AC、110V AC 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12V DC、24V DC、48V DC。为能向220V AC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC 逆变器，如将24V DC的电能转换成5V DC的电能（注意，不是简单的降压）。
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
《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》 评审会议纪要 2010年10月10日江西省住房和城乡建设厅组织召开了评审会，由江西省建筑设计研究总院和江西省电力院主编、中国瑞林工程有限公司、北京日佳新能源发电系统规划设计院和赛维LDK光伏科技工程有限公司参编的《江西省民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》（以下简称规范）进行了评审。 会议由建筑节能与科技处吴军处长主持、李永平调研员参加，根据会议安排，由中国太阳能光伏专业委员会赵玉文主任担任组长，中国建筑设计研究院张文才副总工程师、江西省建设工程安全质量监督管理局钱勇局长担任副组长，主持技术审查工作，会议邀请了工程设计，施工及光伏等有关专家组成评审组。江西省建筑设计研究总院刘小檀院长介绍了《规范》的编制背景，编制组汇报具体编制内容。 评审专家对《规范》逐条进行了认真的审查和讨论，为更好地完善该《规范》评审组经过认真的咨询和讨论，形成纪要如下： 1、《规范》编制内容基本完善，注重科学性和实用性，具有可操作性，达到了国家有关规范编制深度的要求。 2、《规范》的编制参照和综合考虑了国内外光伏建筑先进技术要求，结合江西省工程实际，总体达到了国内领先水平，可作为江西省民用建筑太阳能光伏系统应用的技术规范。 3、建议《规范》中个别术语的解释应与国家标准、行业标准一致；涉及人身安全的条款应按照国家规范实施。 与会专家同意《规范》的编制成果，编制单位应根据专家意见，抓紧修改完善，尽快上报江西省住房和城乡建设厅批准颁布，以便指导江西省民用建筑太阳能光伏系统应用工作。 评审组组长（签名）：评审组副组长（签名）： 2010年10月10日
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光伏发电及其应用简介 03A石XX 利用太阳光发电是人类梦寐以求的愿望。从二十世纪五十年代太阳能电池的空间应用到如今的太阳能光伏集成建筑，世界光伏工业已经走过了近半个世纪的历史。90年代以来，太阳能光伏发电的发展很快，已广泛用于航天、通讯、交通，以及偏远地区居民的供电等领域，近年来又开辟了太阳能路灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的应用领域。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池（单晶硅、多晶硅、非晶硅电池）和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3.5倍。我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。 一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成： （一）太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。 （二）太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如
光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称：XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月
目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型（BIPV） (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成...............................................错误！未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理. (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司...................................................错误！未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景.................................................................................................................. 错误！未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力.......................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.3 卓越的设计团队.................................................................................................................. 错误！未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”...................................................................................................... 错误！未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................. 错误！未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)
能源与动力工程学院 课程设计 题目：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 姓名： 指导教师： 完成日期：
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
太阳能光伏发电系统.txt真正的好朋友并不是在一起有说不完的话题，而是在一起就算不说话也不会觉得尴尬。你在看别人的同时，你也是别人眼中的风景。要走好明天的路，必须记住昨天走过的路，思索今天正在走着的路。本文由哈哈5790902贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏发电系统 太阳能光伏发电系统是将太阳能转换成电能，并储存能量供给负载电能或逆变并网的系统，按其运行方式可分为两类：独立发电系统和并网发电系统。 一、太阳能光伏发电系统的设计原理 1、独立发电系统 独立发电系统由太阳能电池组件方阵、蓄电池组、控制器组成，可为直流负载供电。如负载为交流型的，发电系统还包括逆变器。 2、并网发电系统 并网发电系统由太阳能电池组件方阵、并网逆变器及连接器组成，可发电并把电能送上电网。并网发电系统还可以为负载供电。 二、系统各部分功能 （一）太阳能电池组件方针：由若干太阳能电池组件串联或并联而成，主要功能为利用太阳能进行发电。（二）蓄电池组：一般采用免维护铅酸蓄电池作为储能装置，用来储蓄太阳能光伏组件发出的电能。（三）控制器：用来充、放电和其他方面的自动控制。（四）逆变器：是将直流和交流相互转换的设备。 三、太阳能发电系统应用实例 1、大型太阳能光伏发电系统 太阳能板功率：4000Wp 并网逆变器： 5000W 负载功率：小于3000W 使用地点：别墅、旅游度假村、草原使用地点牧区、偏远山村、高山岛屿、沙漠区等。 2、小型太阳能发电系统 太阳能板功率：600Wp 蓄电池： 8个12V200Ah 控制器： 24V40A 逆变器： 1000VA 负载功率：小于600W 使用地点：无电山村、学校、医院、使用地点私人住房、边防哨所、部队及野外作业等。 1本文由哈哈5790902贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏发电系统 太阳能光伏发电系统是将太阳能转换成电能，并储存能量供给负载电能或逆变并网的系统，按其运行方式可分为两类：独立发电系统和并网发电系统。 一、太阳能光伏发电系统的设计原理 1、独立发电系统 独立发电系统由太阳能电池组件方阵、蓄电池组、控制器组成，可为直流负载供电。如负载为交流型的，发电系统还包括逆变器。 2、并网发电系统 并网发电系统由太阳能电池组件方阵、并网逆变器及连接器组成，可发电并把电能送上电网。并网发电系统还可以为负载供电。 二、系统各部分功能 （一）太阳能电池组件方针：由若干太阳能电池组件串联或并联而成，主要功能为利用太阳能进行发电。（二）蓄电池组：一般采用免维护铅酸蓄电池作为储能装置，用来储蓄太阳能光伏组件发出的电能。（三）控制器：用来充、放电和其他方面的自动控制。（四）逆变器：是将直流和交流相互转换的设备。 三、太阳能发电系统应用实例 1、大型太阳能光伏发电系统
太阳能光伏系统分类 一般我们将光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。如果根据太阳能光伏系统的应用形式，应用规模和负载的类型，对光伏供电系统进行比较细致的划分。还可以将光伏系统细分为如下六种类型：交流、直流供电系统（AC/DC）、大型太阳能供电系统（Large DC）、小型太阳能供电系统（Small DC）、并网系统（Utility Grid Connect）、并网混合供电系统（Hybrid）、简单直流系统（Simple DC）、混合供 电系统（Hybrid）。1 、交流、直流供电系统（AC/DC）与上述的三种太阳能光伏系统不同的是，这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力，在系统结构上比上述三种系统多了逆变器，用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。通常这种系统的负载耗电量也比较大，从而系统的规模也较大。在一些同时具有交流和直流负载的通讯基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。 2、大型太阳能供电系统（Large DC） 与上述两种光伏系统相比，这种光伏系统仍然是适用于直流电源系统，但是这种太阳能光伏系统通常负载功率较大，为了保证可以可靠地给负载提供稳定的电力供应，其相应的系统规模也较大，需要配备较大的光伏组件阵列以及较大的太阳能蓄电池组，其常见的应用形式有通信、遥测、监测设
备电源，农村的集中供电，航标灯塔、路灯等。我国在西部一些无电地区建设的部分乡村光伏电站就是采用的这种形式，中国移动公司和中国联通公司在偏僻无电网地区建设的通讯基站也有采用这种光伏系统供电的。如山西万家寨的通讯基站工程。3 、小型太阳能供电系统（Small DC）该系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比 较小，整个系统结构简单，操作简便。其主要用途是一般的家庭户用系统，各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。如在我国西部地区就大面积推广使用了这种类型的光伏系统，负载为直流灯，用来解决无电地区的家庭照明问题。4 、并网系统（Utility Grid Connect） 这种太阳能光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的 直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电 之后直接接入市电网络，并网系统中PV方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用PV 方阵所发的电力从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压，频率等指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3e10822166.html, 光伏太阳能光伏发电应用的现状及发展 作者：岳小强 来源：《中国房地产业·中旬》2017年第11期 摘要：太阳能光伏发电是利用太阳能储蓄电池接收太阳辐射能源转化为可供千家万户生活、生产的电能，是当前一种重要的电能来源。 关键词：光伏发电；现状；发展趋势 1、前言 不完全统计太阳每秒钟辐射到达地面的能量可高达80万千瓦。如果把地球表面0.1%的太阳辐射能转化为电能来计算（转变率为5%），那么每年的总发电量可达5.6×10[9]mW·h，其相当于世界上所有能耗的40倍。因此，太阳能发电技术具有广阔的发展前景。 2、太阳能光伏发电的发展现状 1954年美国贝尔研究所的PEARSON等3位科学家在美国首次研制成功了实用的单晶硅 太阳能电池，从此诞生了将太阳能转换为电能的实用光伏发电技术.20世纪70年代，发达国家以国家级计划积极研究开发太阳能发电，其中日本于1974年开始的国家“阳光计划”尤为突出.20世纪80年代后期，太阳能电池的种类不断增多，应用范围不断扩大，20世纪90年代光伏发电迅速发展。年德国率先提出并实施“一千屋顶计划”，1997年美国宣布实施“百万太阳能屋顶计划”，1999年1月德国又开始实施“十万屋顶计划”，2000年安装光伏容量超过40兆瓦。 进入21世纪的今天，太阳能光伏发电这种新兴的产业开始向民用领域渗透，最明显的是在民用建筑设计，施工中的应用，在船舶，交通枢纽等运输业中也有2008应用。年的国家鸟巢体育馆拥有100kWp并网光伏电站；深圳国际园林花卉博览园拥有1MWp的并网光伏电 站；上海世博园区中国馆和主题馆拥有的3MWp的并网光伏电站；2009世运会主场馆在看台的屋顶上安装了太阳能光伏发电系统，装机容量为1027kW；呼和浩特东站的站房安装的太阳能光伏发电系统的直流峰值总功率为132.48kW；山西省肿瘤医院2011年建设实施的2007年中国沉阳太阳能混合动力游船问世太阳能混合动力光伏发电在中国国内大型交通枢纽中应用较多，如上海虹桥枢纽光伏发电装机容量达6.57兆瓦，杭州东站枢纽光伏发电装机容量达 10MW，南京南站枢纽光伏发电装机容量达10.67MW等。 3、太阳能光伏发展的趋势 3.1提高光电转换效率，降低电池材料成本 3.1.1提高光电转换效率的材料
太阳能光伏并网发电系统 摘要：随着经济的发展、社会的进步，电能的消耗越来越大，传统的火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。针对上述问题人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能。本文将对太阳能光伏并网发电系统这个新产品进行体系的构建和市场分析，运用产品开发与管理的知识对新产品进行可行性分析，材料分析以及工艺性分析。 关键词：太阳能发电系统产品体系构建市场分析可行性分析 一、产品体系的构建 产品体系由战略层面的文化以及策略层面的价格、包装等一系列要素构成，是企业从操作性角度对产品的审视[1]。 1、产品与文化 文化是产品的一个重要组成部分，属于产品附加利益这一层次。产品文化，是以企业生产的产品为载体，反应物质及精神追求的各种文化要素的总和，是产品价值和文化价值的统一。随着知识经济时代的到来，企业生产的产品决不仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而是越来越多地考虑人们的精神生活需要，越来越重视产品文化附加值的开发，努力为顾客提供实用的、情感的、心理的等多方面的享受，努力把使用价值和审美价值融为一体，突出产品中的人性化因素[1]。 结合自身的产品，不仅要发掘尽可能多的使用价值，更多的是体现太阳能光伏并网发电系统的文化价值。本产品推崇的太阳不仅仅给世界带来了温暖和光照，即太阳能光伏并网系统结合自身的特点所体现出的文化价值。在当前能源短缺的大环境下，太阳能蕴藏丰富不会枯竭，是理想的清洁能源。由于其安全、干净，不会威胁人类和破坏环境，比传统的煤燃料更环保，所以太阳能更值得推广。对于顾客的情感方面，近阶段，国家电网的供电大多是采用火力发电，势必造成
太阳能发电系统的应用 太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分别进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。 不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1，700个这样的单元。这种新电池的特点是，虽然变换效率只有8%—10%，但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实，可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，非常方便。据称，使用这种新太阳电池，每瓦发电能力的设备只要1.5至2美元，而且每发一度电的费用也可降到14美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。 应用领域 1.用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。 2. 交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 3. 通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
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
光伏发电技术及应用专业介绍 一、培养目标： 面向光伏发电、供电企业，培养德、育、智、体等全面发展，具有良好的职业素质，掌握光伏发电系统所涉及的相关基本理论知识及其实际操作能力，能够从事光伏离网、并网发电系统的分析、设计、安装、调试与技术管理、电能质量管理等岗位工作的高等应用型技术人才。 二、主要课程 光伏发电系统的设计及其应用、光伏太阳能电池、PLC技术、单片机原理与应用、电力电子技术、数电、工厂供电、传感器技术应用、PLC技术实训、光伏智能控制器的设计与实践。 三、职业证书 《中级维修电工》证书、《全国CAD等级》认证、《高级电工证》、等证书。 四、就业方向 在光伏发电系统设备制造与应用企业，从事光伏材料加工、光伏产品生产、检测与质量控制，光伏发电系统的安装调试、光伏发电系统的运行维护、光伏产品的销售及售后服务、小型光伏系统集成、生产技术管理、主要是太阳能方向工作。 五、专业人才需求 伴随着太阳能投资热潮在中国的兴起，中国的太阳能产业已经成为全球瞩目的焦点。著名投资银行拉扎德资本预计，2011年前中国太阳能产业规模能达到1-1.5GW。2012年前该行业规模将达到2GW，2020年前则会达到20GW。另外，预计我国太阳能光伏有望吸引逾100亿美元的私人投资，并有助中国未来三年成为全球主要的太阳能设备市场。 作为国家的战略新兴产业已经上升到国家战略高度，新能源属于战略新兴产业的一部分，而光伏是新能源里面的重头戏。如在天津的滨海新区，刚刚确定的一项大手笔投资就是未来三年将投入18亿元助推新能源产业。温州经济技术开发区13家光伏在德国慕尼黑国际太阳能光伏史上满载而归，揽下了共计650兆瓦的意向订单，总价值约为56余亿元。杭州横滨轮胎有限公司已启动了阳光屋顶光伏发电项目，该项目总投资300万元，预计全年可减排二氧化碳约13万
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。 一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成，下面对各部分的功能做一个简单的介绍： 太阳电池板 太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。 充电控制器 在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这需根据系统的要求及重要程度来确定。充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。 逆变器 逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成２２０伏交流电，供给交流负载使用。 蓄电池组 蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮存起来供负载使用。在光伏发电系统中，电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负 载用电外，还对蓄电池充电。在冬天日照量少时，这部分贮存的电能逐步放出。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上负载用电全部由 蓄电池供给。因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池?熏要求较 高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。 太阳能光伏电源系统概述 清上园Ⅱ期太阳能光伏电源系统是一种典型的独立光伏发电系统，是以太阳电池作为主供电源，由太阳能电池方阵、接线箱、控制器、逆变器、输出配电柜、蓄电池组和支架等组成的可完全独立运行的交流电源系统，太阳能光伏电源系统为固定安装，供电可用率99.9%以上。 太阳能光伏电源系统的设计计算主要依据现场实际情况，为满足符合能量的需求,在系统设置地点的日照条件和环境温度等情况下，优选出合适的太阳能电池方阵和蓄电池容量，并使系统中所有设备相互匹配，保证系统的合理性和适用性。一个完善的太阳能光伏电源系统需要考虑多种因素进行设计，如电气性能设计、热力设计、机械结构设计等，对地面应用的独立电源系统来说，最主
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。