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基于 Simulink 的光伏发电系统建模与仿真摘要：太阳能是大自然中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、廉价、无污染、来源最稳定的能源。
传统化石能源正在一天天减少，对地球环境的危害日益突出，同时，能源短缺的问题正蔓延至全球。
太阳能发电在能源问题上发挥重要的作用，但因其辐射强度的不均匀性，导致其发电效力的不稳定。
为了使光伏发电系统提供连续稳定的电能，基于Simulink环境下搭建了光伏电池模型，仿真及分析了光伏电池的输出特性。
关键词：光伏；建模；仿真；Simulink1.引言随着现代工业的不断发展，化石能源引起的环境问题日益严重，全球能源危机和大气污染的问题日益突出，在化石能源不可再生的情况下，可再生能源在环境保护及能源开发上的地位不断加重，很多国际早已面临能源危机，同时也在不断积极探索可再生能源的开发和利用[1]。
我国大力推广太阳能光伏发电，光伏发电阵列接入电网的数量越来越多，为了进一步研究光伏发电系统，本文利用Matlab/Simulink对其进行建模及仿真，建立一个光伏阵列的发电系统模型，用于研究其工作的各种特征。
2.光伏电池的建模及仿真2.1光伏电池的数学模型光伏电池是光伏发电系统的核心，是将光能转换为电能最基本的单位，当其受到光照时，光伏电池的内部电荷移动从而产生电流和电动势。
光伏电池的等值电路图如图1所示。
图1 光伏电池的等值电路图其中，为光生电流；为无光照时流过二极管PN结的电流；为旁路漏电流；为为并联旁漏电阻，数量级为；为光伏电池加负载后的输出电流。
开路电压的大小与所处环境时的辐照强度为底的对数值成正比，与环境温度成反比。
根据基尔霍夫定律，光伏电池正常运行时的电流方程表达式为：（1）通常情况下，小于二极管正向导通电阻，故可以认为，且（2）所以式1可以表示为：（3）式（3）为光伏电池的输出电流表达式，一般情况下，电池制造商会提供在标准情况下（光谱，光照强度，环境温度）时的参数：—光伏电池短路电流；—光伏电池开路电压。
本科生毕业设计说明书（设计论文）题目：光伏发电系统建模及其仿真光伏发电系统建模及其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧，清洁能源的发展进程被大大的推进了。
太阳能作为一种新能源以其没有污染，安全又可靠，能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐。
无论从近期还是远期，无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑，太阳能发电都极具有吸引力。
那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。
通过对光伏发电系统的理论研究学习，建立了完整的光伏发电系统体系，本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。
本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术，以及在MATLAB/SIMULINK仿真环境下的仿真结果。
讨论了多种最大功率点跟踪方法；且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制，并建立了仿真模型，提出了相应的控制策略。
且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略，用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。
关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪，孤岛效应， MATLAB仿真AbstractWith the growing energy crisis and environmental problems, clean energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new kind of energy for its no pollution, safe and reliable, widely available energy advantages, such as more and more get the favor of people. No matter from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy and environment, or from remote areas and special applications demand point of view, solar power generation is extremely attractive. So the study of photovoltaic power generation system has become both a rewarding and meaningful.Through the study of theoretical research of photovoltaic power generation system, established a complete system of photovoltaic power generation system, this paper in-depth study the photovoltaic cells under different illumination intensity, temperature, voltage, power output characteristics.In this paper, the research emphasis is the control technology of photovoltaic power generation system, and the simulation results in MATLAB/SIMULINK environment. Discussed a variety of maximum power point tracking methods; And, respectively, to discuss the study under the condition of independent power generation and photovoltaic (pv) grid system of the inverter with MPPT control, and established the simulation model, put forward the corresponding control strategy. And islanding is discussed at the end of the production and the reverse island strategy, using frequency voltage tests completed island detection and protection.Keywords: photovoltaic batteries, inverter, maximum power point tracking, islanding, the MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.1新能源发电的背景和意义 (1)1.2光伏产业的现状和前景 (1)1.2.1太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.2.2光伏发电产业的前景 (3)1.3本文设计内容 (4)第二章光伏发电系统概述 (5)2.1光伏发电系统的基本工作原理 (5)2.2光伏发电系统的组成 (6)2.3光伏发电系统的分类 (6)2.3.1太阳能独立光伏发电系统 (6)2.3.2 并网光伏发电系统 (7)2.3.3互补型光伏发电系统 (9)第三章光伏发电系统建模及其仿真 (10)3.1光伏电池阵列的建模 (10)3.1.1 光伏电池阵列的数学模型 (10)3.1.2 光强和温度对光伏电池输出结果的影响 (13)3.1.3太阳光光照强度模型 (14)3.2光伏发电系统的主电路模型 (15)3.2.1光伏并网发电系统的主电路模型 (16)3.2.2离网型光伏发电系统的主电路的模型 (17)第四章光伏发电系统的控制技术 (18)4.1光伏发电MPPT技术 (18)4.2电导增量法 (19)4.2.1电导增量法的原理 (19)4.2.2电导增量法改进 (21)4.3 最大功率控制技术仿真 (23)4.4光伏并网发电系统的控制 (27)4.4.1并网逆变器控制 (27)4.4.2 电流环的分析建模 (29)4.4.3锁相环的原理分析 (31)4.5离网光伏发电系统的控制 (33)4.5.1 光伏充电控制分析 (33)4.5.2独立光伏发电系统的逆变器控制技术 (37)第五章光伏并网系统中的孤岛效应 (40)5.1孤岛效应的分析和危害 (40)5.2 孤岛效应的检测 (40)5.2.1孤岛检测标准 (40)5.2.2孤岛检测方法 (41)结论 (46)展望 (47)参考文献 (48)致谢 (50)第一章绪论1.1新能源发电的背景和意义能源一直是人类社会生存和发展的动力和源泉。
光伏组件数学模型的simulink仿真
光伏组件数学模型的Simulink仿真是一种基于光伏组件的物理特性和电路方程的仿真方法，旨在模拟和评估光伏组件的性能和工作状态。
Simulink仿真是一种在MATLAB环境下进行的建模和仿真工具，能够快速而准确地分析和模拟复杂的动态系统。
光伏组件的数学模型主要基于以下几个方面设计：
1.光伏组件的光照模型：模拟太阳辐射对光伏组件的照射情况，包括光强度、光谱和角度等因素对光伏组件的影响。
可以使用天文学数据和光学计算来建立合适的光照模型。
2.光伏组件的电子模型：基于光伏效应和光伏元件的结构特征，建立光伏组件的电路方程和元件模型。
这些模型通常包括光伏二极管等基本元件模型以及与光伏组件相关的电容、电感和电阻等元件。
3.光伏组件的温度模型：考虑光伏组件工作时的温度变化对组件性能的影响，建立适当的温度模型。
可以考虑光伏组件的自身发热、散热和环境温度等因素。
在Simulink中，可以使用电路模块、信号源模块、数学运算模块等，结合所建立的光伏组件数学模型，构建光伏组件的仿真模型。
通过输入合适的输入信号，如太阳辐射和温度变化等，可以得到光伏组件的输出电流、电压和功率等性能参数，并进一步分析和优化光伏组件的工作状态。
光伏组件数学模型的Simulink仿真是一种重要的工具，可用于研究光伏组件的性能和设计优化，以提高光伏系统的效率和可靠性。
通过合适的模型和仿真，可以更好地理解光伏组件的工作原理，并指导实际光伏系统的设计和运行。
题目:基于Matlab/ Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真院系：姓名：学号：导师：目录一、背景与目的 (3)二、实验原理 (3)1.并网逆变器的状态空间及数学模型 (4)1.1主电路拓扑 (4)1.2三相并网逆变器dq坐标系下数学模型 (4)1.3基于电流双环控制的原理分析 (5)2.LCL型滤波器的原理 (6)三、实验设计 (8)1.LCL型滤波器设计 (8)1.1LCL滤波器参数设计的约束条件 (8)1.2LCL滤波器参数计算 (8)1.3LCL滤波器参数设计实例 (9)2.双闭环控制系统的设计 (10)2.1网侧电感电流外环控制器的设计 (10)2.2电容电流内环控制器的设计 (11)2.3控制器参数计算 (12)四、实验仿真及分析 (13)五、实验结论 (17)一、背景与目的伴随着传统化石能源的紧缺，石油价格的飞涨以及生态环境的不断恶化,这些问题促使了可再生能源的开发利用。
而太阳能光伏发电的诸多优点，使其研究开发、产业化制造技术以及市场开拓已经成为令世界各国,特别是发达国家激烈竞争的主要热点.近年来世界太阳能发电一直保持着快速发展，九十年代后期世界光伏电池市场更是出现供不应求的局面，进一步促进了发展速度。
目前太阳能利用主要有光热利用，光伏利用和光化学利用等三种主要形式，而光伏发电具有以下明显的优点:1. 无污染：绝对零排放－没有任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放";2。
可再生：资源无限，可直接输出高质量电能，具有理想的可持续发展属性；3。
资源的普遍性：基本上不受地域限制,只是地区之间是否丰富之分；4. 通用性、可存储性：电能可以方便地通过输电线路传输、使用和存储；5. 分布式电力系统：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，它更具有明显的意义;6。
资源、发电、用电同一地域：可望大幅度节省远程输变电设备的投资费用;7。
灵活、简单化：发电系统可按需要以模块化集成，容量可大可小，扩容方便，保持系统运转仅需要很少的维护,系统为组件,安装快速化，没有磨损、损坏的活动部件；8. 光伏建筑集成(BIPV-Building Integrated Photovoltaic）：节省发电基地使用的土地面积和费用,是目前国际上研究及发展的前沿,也是相关领域科技界最热门的话题之一.我国是世界上主要的能源生产和消费大国之一，也是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，提高能源利用效率，调整能源结构，开发新能源和可再生能源是实现我国经济和社会可持续发展在能源方面的重要选择。
基于simulink的带有MPPT功的光伏电池的仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计（论文）基于Simulink的带有MPPT功能的光伏电池的仿真学院电力学院专业电气工程及其自动化学生姓名郭子暄学生学号 20083015192指导教师荆朝霞提交日期 2012年 5 月 20 日摘要如今，在全球经济与科技高速发展的背景下，能源消耗自然成为不可忽略的问题。
在传统化石燃料，如煤、石油、天然气等面临枯竭之时，新能源的开发与利用成为当今的热点。
在众多新能源中，光能由其高效、可持续以及无污染等特点进入了人们的视野。
光伏电池也应运而生。
本文首先通过对光伏电池单二极管等效电路的分析，以PV-MF165EB3光伏单元为例，基于高斯-赛德尔法提出了光伏电池等效电路中未知参数的求取方法，并利用Matlab/Simulink建立相关数学模型以仿真其输出特性。
经验证，该模型能够较为精确地仿真PV-MF165EB3单元的I-V以及P-V特性。
应用于光伏系统的最大功功率跟踪控制系统（MPPT）是为了使得光伏电池在不同的温度、光照强度以及电力负荷情况下实现功率的最大化。
在本文当中，在I-V以及P-V 特性基础之上，通过对其非线性特性的分析提供了最大功率跟踪控制算法—电导增值法，在本文中详细讲述了电导增量法的计算原理以及相关计算流程。
为使输出端功率最大化，应用Boost升压电路跟踪最大功率点处电压，并经过逆变器完成其逆变，并分析逆变的效果。
关键词：光伏系统；最大功率跟踪；电导增量法AbstractRecently, with the rapid developing of economic and technology, the energy problem hasgrown into a great issue which cannot be ignored. Nowadays under the background that conventional fossil fuels are running out quickly, the exploitation of new resources became an outstanding research focus. Among new resources, solar power which has the characteristics of high efficiency, sustainability, non-pollution comes into people’s sight. Naturally, PV panel comes into being.In this paper, firstly we made an analysis for the single-diode equivalent circuit for PV system. Taking the PV-MF165EB3 module as an example, we come up with the method for obtaining the unknown parameters based on GAUSS–SEIDEL METHOD. After that with the applying of Matlab/Simulink, we can obtain the output characteristics of PV system. Through validating, the model can simulate the P-V and I-V characteristics of PV-MF165EB3 module accurately.A maximum power point tracking control (MPPT) is used for a photovoltaic (PV) system in order to maximize the output power irrespective of the temperature and irradiation conditions and of the load electrical characteristics. In this paper, on the basis of the P-V and I-V characteristics, through the research of the non-linear character, the Increase Conduct Algorithm is recommended to track the maximum power point. And here we will explain the flowchart of this method in detail.In order to maximize the output power, a boost converter is applied to obtain the voltage at MPP, through an inverter , the PV system is connected with the micro power grid to supply electric power .Based on the theory of inversion , we will build a model to analyze the outputlead by SVPWM control method.Keyword: Photovoltaics, Maximum Power Point Tracking (MPPT), Increase ConductAlgorithm目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 分布式发电的研究背景与发展意义 (1)1.2 光伏发电系统概述 (1)1.3 国内外光伏系统的发展现状 (3)1.3.1 国内光伏系统的发展现状 (3)1.3.2 国外光伏系统的发展现状 (3)1.4 本文的研究的内容 (6)第二章风光互补微电网简介............................... 错误！未定义书签。
光伏发电并网系统Simulink仿真实验报告电气工程学院王安2011302540086一．光伏发电系统基本原理与框架图基本原理为：光伏阵列接受太阳能产生直流电流电压，同时电流电压受光照和温度的影响，而后经DC\DC（BOOST升压电路）转化将电压升高，再经DC\AC逆变产生交流电压供给负载使用。
在这中间需要用MPPT使光伏电池始终工作在最大功率点处。
二．光伏电池的工作原理光伏发电的能量转换器件是太阳能电池，又叫光伏电池。
光伏电池发电的原理是光生伏打效应。
光伏电池应用P-N结的光伏效应（Photovoltaic Effect）将来自太阳的光能转变为电能。
当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子－空穴对。
在电池内电场的作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。
若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。
这样，太阳的光能就变成了可以使用的电能。
三．光伏发电系统并网Simulink仿真利用MTALAB中的simulink软件包，可以对10KW,380V光伏发电系统进行仿真，建立仿真模型如下：输入参数如下：Simulink提供的子系统封装功能可以大大增强simulink系统模型框图的可读性封装子模块如下：光伏电池封装模块：最大功率点跟踪模块：PWM模块如下：并网端PWM内部PI模块：光伏电池输出电压如下：光伏电池输出电流如下：光伏电池输出功率波形如下：并网(220V)成功后输出电流波形：结果分析:通过对光伏发电的matlab-simulink仿真，得到了与理论曲线基本相同的电压、电流、功率曲线，但仍有不足之处，比如产生了许多谐波。
通过这次的仿真实验，让我更加深刻认识了光伏发电的工作原理和过程，对光伏发电过程中可能出现的问题也有了一定的了解。
虽然自己现在没办法解决，但随着自己学习的深入，以后会有办法解决的。
本科毕业设计（论文）题目基于 MATLAB/SIMULINK 光伏电池最大功率点跟踪算法的研究最大功率点学院年级班级电气与自动化工程学院 4 年级YZ04112 专业学号邱孙亚新杰中级自动化 YZ0411209 学生姓名指导教师职称 2013-05-20 论文提交日期常熟理工学院本科毕业设计(论文诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计(论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学号：本人签名：日期：常熟理工学院本科毕业设计(论文使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文工作的知识产权单位属常熟理工学院。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。
保密的毕业设计(论文在解密后遵守此规定。
本人签名：导师签名：日期：日期：基于 MATLAB/SIMULINK 光伏电池最大功率点跟踪算法的研究摘要太阳能光伏发电由于其可再生性、清洁性及取之不尽、用之不竭等特点，正在发展成为世界能源组成中的重要部分。
太阳能电池作为太阳能光伏系统的重要组成部分，它的光电转换效率直接影响着整个系统的成本与性能。
而光伏电池的输出特性受光照强度和环境温度的影响呈现出非线性，为了使光伏电池工作在最大功率点，进而更有效地利用太阳能，对光伏电池的最大功率点进行跟踪就显得尤为重要。
本文基于光伏电池的数学模型公式，在 MATLAB 的 SIMULINK 仿真平台下建立光伏电池模型，并基于 BOOST 电路建立光伏电池最大功率点跟踪控制仿真模型。
摘要太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其取之不竭、用之不尽、无污染等优点，受到人们越来越多的重视。
光伏发电是充分利用太阳能的一种有效方式之一。
由于目前光伏电池板的价格比较高，转换效率比较低，为了降低系统造价和有效地利用太阳能，该论文光伏发电进行最大功率跟踪显得尤为必要。
本文针对如何提高太阳能光伏发电系统的转换效率，从建模仿真方面对具有最大功率点跟踪的控制器进行了研究，提出了一种新的最大功率点跟踪方案。
本文主要任务如下：首先，本文介绍了论文的相关研究背景、选题意义、以及论文的主要工作。
其次，分析了太阳能电池板的工作原理，利用MATLAB/simulink模块对不同环境及不同日照强度下的太阳能电池输出特性进行了建模、仿真。
再次，介绍并分析了最大功率点跟踪原理，以及常用的几种跟踪方法。
介绍了三种常用的DC/DC变换器的工作原理。
紧接着，对干扰观察法和电导增量法进行了建模和仿真，针对电导增量法提出了一种适合车用的改进方案。
仿真结果表明新的方案在一定条件下可以显著减小最大功率跟踪系统响应时间。
而后，用CATIA软件对第一代太阳能车进行了设计，建立了蓄电池驱动电机和蓄电池充电系统电路。
最后，针对充电系统的电流、电压开发了一个简单的检测分析软件。
关键词：太阳能；最大功率跟踪； MATLAB仿真； DC/DC变换器AbstractSolar power is a new green power. It is regarded as clean, pollution-free, and inexhaustible. Photovoltaic conversion is an effective way to use solar power. Because the price of photovoltaic cell is expensive and conversion effi-ciency is low presently, the Maximum Power Point Tracking is absolutely nec-essary, in order to decrease system cost and increase efficiency. Aims at how to increase the efficiency of conversion for the photovoltaic energy system, this paper researches the solar controller with maximum power point tracking (MPPT) and presents a novel MPPT method from the simulation.The main work of this paper is as follows:First, introduces the background, significance, work.Second, analyzing the principle of the solar panel and using the MATLAB software to build the simulation of the output characteristic for the solar cell under different temperature and isolation.Third, introduces the MPPT principle, comparing several common MPPT methods and find out their advantage and disadvantage. Then analysis three DC/DC converters’principles.Forth, using the MATLAB software simulink toolbox to build the simula-tion of the Perturbation And Observation method, Incremental Conductance method and improved the Incremental Conductance method. The result of the simulation demonstrates that the new strategy can reduce the responding time of the system.Fifth，using the CATIA software to build the first generation solar car 3Dmodel. Then build the circuit of the MPPT system.Last, write a program to analysis the current and voltage of the system. Keywords：Solar Energy ; MPPT ; MATLAB Simulation ; DC/DC Converter目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 光伏产业的发展现状 (2)1.2.1 国外光伏产业发展现状 (2)1.2.3 国内光伏产业发展现状 (3)1.2.3 太阳能车发展现状 (4)1.3 本课题的意义 (6)1.4 本文主要内容 (7)第2章光伏电池特性及其仿真模型的建立 (8)2.1 光伏电池的工作原理 (8)2.2 光伏电池等效电路 (9)2.3 光伏电池仿真模型的建立 (10)2.3.1 工程用光伏电池的数学模型 (10)2.3.2 光伏电池的simulink模型 (12)2.4 本章小结 (17)第3章光伏发电系统最大功率点跟踪系统的研究 (18)3.1 最大功率点跟踪的概念 (18)3.2 最大功率点跟踪的原理 (19)3.3 常用最大功率跟踪控制算法 (20)3.3.1 恒定电压法 (20)3.3.2 干扰观察法 (21)3.3.3 电导增量法 (22)3.4 DC/DC电路实现光伏电池最大功率点跟踪原理 (24)3.5 典型DC/DC变换电路 (25)3.5.1 降压式变换器（Buck） (25)3.5.2 升压式变换器（Boost） (29)3.5.3 升降压式变换器（Buck-Boost） (32)3.6 最大功率跟踪控制算法simulink仿真分析 (34)3.6.1 降压式变换器建模 (34)3.6.2 干扰占空比的最大功率跟踪算法 (37)3.6.3 干扰观察法 (39)3.6.4 电导增量法 (42)3.7 车用光伏电池最大功率跟踪仿真与分析 (44)3.7.1 车用最大功率跟踪方案 (45)3.7.2 车用最大功率跟踪方案仿真分析 (46)3.8 本章小结 (49)第4章第一代太阳能原型车制作 (49)4.1 车辆系统原理图 (49)4.2 原型车CATIA建模 (50)4.3 电池驱动直流电机电路设计 (51)4.3.1 单片机的选择 (51)4.3.2 直流电动机脉宽调速（PWM）系统设计 (52)4.4 最大功率跟踪电路设计 (55)4.4.1 主回路实现 (55)4.4.2 驱动电路 (56)4.4.3 检测电路 (57)4.4.4 与计算机通讯电路 (57)4.4.5 电源电路 (58)4.4.6 光伏发电系统主要电路原理图 (58)第5章光伏电池电流、电压检测分析软件 (60)5.1 MATLAB软件编程 (60)5.2 光伏电池电流、电压检测分析软件 (61)5.3 本章小结 (61)结论致谢参考文献第1章绪论1.1 课题背景能源，是人类赖以生存根本，其中化石能源作为目前全球消耗的最主要能源，不仅给地球环境带来了严重的破坏，而且正在一天天走向枯竭。
据中国科学院院士、中国科学院能源研究委员会副主任严陆光研究表明：地球在数十万年积聚下来的石油、煤炭、天然气等化石能源，大约可供人类使用300年。
根据现在探明的储量和消耗水平计算，石油可用30至 50年，天然气可用60至80年，煤炭可用时间长一些，大约100至200年。
总体上化石能源大约还可供人类使用100年左右。
化石能源终会耗尽，价格长期上涨的趋势不可改变。
能源市场向来是一个充满了政治纠葛、国家利益斗争的地方。
不论是2002年以来的石油价格高涨，还是2008年的石油价格暴跌，一个无法回避的现实是地球上的化石能源储量是有限的。
有限的传统能源是无法支撑人类长期的经济发展要求。
化石能源的价格短期内可能有涨有跌，但从长期来看，上升之势不可逆转。
寻找人类合适的新能源是人类长久发展的必要条件。
与其他新能源相比，太阳能或许是真正的最终解决方案。
从可用总量上来看，水能、风能、潮汐能都太小，不能满足人类需求。
核能尽管具有一定的发展空间，但是安全问题总是相伴左右。
地热能从理论上看也具有潜力，但是如何利用是一个天大难题。
所以，太阳能是人类所知，目前已经可以利用的，清洁安全的，能够解决人类未来需要的唯一能源选择。
总之，随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源和环境成为二十一世纪人类所面临的重大基本问题，清洁的可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。
近二、三十年来，太阳能光伏（Photovoltaic，PV）发电技术得到了持续的发展，光伏发电已经成为利用太阳能的主要方式之一。
开展太阳能光伏发电系统的研究，对于缓解能源和环境问题，开拓广阔的光伏发电市场和掌握相关领域的先进技术，具有重大的理论和现实意义。
1.2 光伏产业的发展现状1.2.1 国外光伏产业发展现状在能源危机和全球气候变暖的压力下，可再生能源越来越受到德、美、日等国政府的关注，并相继提出了光伏发电的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”等，在政府的政策、法规和行动计划推动下，全球光伏产业以一个朝阳产业的面貌高速成长。
在过去的15年中，全球光伏产业以25%的年均增长率成长。
2003年以来欧洲光伏市场的迅速起动，使得2004年、2005年市场曾经一度出现供不应求的局面。
随后各大厂商纷纷加大产能，尽管原料紧张，2006年世界光伏电池产量仍然达到2501 MW，比2005年增加了42.2%。
2000～2006年全球光伏系统安装量年均复合增长速度高达49.1%。
2006年全年新增光伏系统安装容量达到1870.4 MW，比2005年增长35%。
多年以来德国一直是全球最大的光伏市场，在德国光伏屋顶计划示范的影响下，西班牙、意大利、葡萄牙、挪威等国纷纷效仿，这些国家的市场已经兴起，其中西班牙的增长率超过200%；在亚洲，日本和韩国的安装量2007年也迅猛增加；在美国，2006年通过的加利福尼亚州“百万太阳能屋顶计划”进一步刺激了美国的市场需求。
