家用离网光伏发电系统设计

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家用离网光伏发电系统设计

摘要：常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体，不但污染环境，而且无法长久稳定地提供能源，而核能源虽然属于新型能源，但是可使用量有限，其在消耗的过程中会产生放射性物质。与现有的其他能源相比，太阳能可谓优势突出，其来源充足且方便易得，光伏发电系统就是通过各种设备直接将其转换为电能的系统，因此开展针对光伏发电系统的研究对于合理高效利用资源、推动新型能源的开发、促进光伏发电系统的发展具有重要意义。

本文以研究离网型光伏发电系统为目标，以相关基本理论为基石，通过模块化的设计，利用仿真工具进行模拟，实现了对该系统的深入研究。以光伏电池、蓄电池、变换器、控制器等硬件模块和最大功率点跟踪原理及算法等理论作为研究基础，对系统的设计主要包括对太阳能电池板的配置和计算、蓄电池组的配置和计算、DC-DC变换器的设计、DC-AC逆变器的设计和控制器的设计等。以负荷要求为根据，进行有关参量的计算，选取合适的先进硬件材料，确定光伏电池和蓄电池的串并联数目；考虑输入与输出的数量关系，考虑实际负荷要求，考虑各种因素的影响，选取合适的变换器；由于智能控制器能够完成对系统的自动控制，保证系统正常且高效运行，因此非常适合作为系统的控制环节。借助MATLAB的仿真功能，依据已知的对各个模块的工作原理、基本结构的分析与研究，实现了对离网型光伏发电系统中多个模块的模拟仿真，仿真结果与理论结果相一致。

关键词：离网型；光伏发电系统；系统模块设计

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目录

第1章绪论 .......................................................................................................................................... 3

1.1课题的研究背景及意义 ........................................................................................................ 3

1.2 研究现状 .............................................................................................................................. 3

1.2.1 我国太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 ....................................................... 3

1.2.2 国外太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 ....................................................... 4

1.3 本文研究内容....................................................................................................................... 4

1.3.1 课题研究内容和目标 ............................................................................................... 4

1.3.2 拟解决的关键性问题 ............................................................................................... 7

1.3.3课题的创新性 ............................................................................................................ 7

第2章太阳能光伏发电系统............................................................................................................... 7

2.1 光伏发电系统的组成 ........................................................................................................... 8

2.1.1 光伏阵列................................................................................................................... 8

2.1.2 逆变器....................................................................................................................... 8

2.1.3 蓄电池....................................................................................................................... 8

2.1.4 控制器....................................................................................................................... 9

2.2 光伏发电系统的分类 ........................................................................................................... 9

2.3太阳能电池 ........................................................................................................................... 9

2.3.1太阳能电池的分类 .................................................................................................... 9

2.3.2太阳能电池的工作原理 .......................................................................................... 10

2.3.3大阳能电池物理模型及基本特性 .......................................................................... 10

2.4 本章小结 ............................................................................................................................ 11

第3章家用离网型光伏发电系统设计 ............................................................................................. 12

3.1 太阳能电池板的配置与计算 ............................................................................................. 12

3.2蓄电池组的配置与计算 ...................................................................................................... 14

3.3DC-DC变换器的选择 ............................................................................................................ 15

3.4DC-AC逆变器的设计 ............................................................................................................ 15

3.4.1逆变器的原理 .......................................................................................................... 15

3.4.2DC-AC逆变电路 ........................................................................................................ 16

3.5控制器的设计...................................................................................................................... 17

3.6本章小结 ............................................................................................................................. 17

第4章结论与展望 ............................................................................................................................ 18

4.1 结论 .................................................................................................................................... 18

4.2 展望 .................................................................................................................................... 18