并网光伏发电系统容量的设计与计算
任务目标：
掌握并网光伏电站组件容量设计方法。 任务描述：
并网光伏发电系统以电网储存电能，一般没有蓄电池容量的限制，即使是有备用蓄电池组，一般也是为防灾等特殊情况而配备的。并网光伏系统的设计也就没有独立光伏发电系统那样严格，注重考虑的应该是太阳能光伏方阵在有效的占用面积里，实现全年发电量的最大化。条件允许的情况下，太阳能电池方阵的安装倾斜角也应该是全年能接收到最大太阳辐射量所对应的角度。
任务实施：
并网光伏发电系统容量的设计与计算，除了可以采用上面介绍的几种方法外，还可以按照下面介绍的方法计算。一是通过太阳能电池方阵的计划占用面积计算系统的年发电量，并确定出太阳能电池方阵的容量。二是通过用电负载的耗电量计算出光伏方阵的占用面积，确定出太阳能电池方阵的容量。该方法以当地年太阳能辐射总量为计算参数。
一、光伏方阵发电量的计算 光伏方阵年发电量计算公式为：
修正系数
电池组件转换效率）光伏方阵面积（）当地年总辐射量（）年发电量（×××=22m m /h h KW KW 式中光伏方阵面积不仅仅是指占地面积，也包括光伏建筑一体化并网发电系统占用的屋顶、外墙立面等。组件转换效率，单晶硅组件取17%，多晶硅组件取15%。
54321K K K K K K ××××=修正系数
其中K1为太阳能电池长期运行性能衰降修正系数，一般取0.8: K2为灰尘遮挡玻璃及温度升高造成组件功率下降修正，一般取0.82; K3为线路损耗修正，一般取0.95; K4为逆变器效率，一般取0.85，也可根据逆变器生产商提供的技术参数确定；K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数。
表7-7 太阳能电池组件朝向与倾斜角的修正系数
光伏组件朝向
太阳能电池组件方阵与地面的倾斜角 0°
30° 60° 90° 东
93%
90%
78%
55%
东南 93% 96% 88% 66% 南 93% 100% 91% 68% 西南 93% 96% 88% 66% 西
93%
90%
78%
55%
同一系统有不同方向和倾斜角的光伏方阵时，要根据各自条件分别计算发电量。 二、根据负载耗电量计算光伏方阵的面积
理论上讲，负载全年消耗的电能应该与光伏发电系统全年的发电量相等，因此，在统计和计算出负载全年耗电量后，利用上述公式就可以计算出光伏组件或方阵的面积。年耗电量的统计还可以采用表7-3的方法，只是表7-3统计的是日耗电量，需要再乘以全年实际耗电天数，例如家庭要按365天算；机关办公室等就可以考虑减去节假日天数。另外表7-3统计出的耗电量单位是Wh ，要换算成kWh （度）。
修正系数
电池组件转换效率当地年总辐射能）年耗电总量（光伏组件面积××=
h KW
设计实例：某住户有家用电器、电脑及照明灯等，日耗电量统计见表7-8，住户房屋朝向正南，屋顶倾斜角30。，当地年太阳能辐射总量为6498MJ/m 2
，换算后为1805kWh/m 2
，计划选用单晶硅电池组件，求该方阵面积，并确定电池组件规格尺寸和容量。
计算：统计该住户日耗电量如表7-8所示。
表7-8 大气环境监测站设备耗电情况统计
序号 负载名称 直流/ 交流 负载功率(W) 数量 功率合计 （W ） 每天工作时间（h ） 每日耗电量（Wh ） 1 彩色电视机 AC 120 1 120 4 480 2 计算机 AC 300 1 300 3 900 3 电冰箱 AC 95 1 95 12 1140 4 照明灯
AC 15 5 75 3 225 5 微波炉
AC 900 1 900 0.1 90 6 数字机顶盒 AC 28 1 28 4 112 7
合计
1518
2947
根据住户屋顶面积及长宽形状，拟选择规格尺寸为1200mm×550mm 的单晶硅太阳能电池组件16块，4块串联4串并联，每块输出峰值功率为85W ，总功率为85WX16-1360W 。占用面积为1.2m×0.55m×16=10.56m 2
，符合设计要求。
三、固定式光伏阵列间距确定 （1）阵列前后排间距设计
光伏阵列通常成排安装，一般要求在冬至影子最长时，两排光伏阵列之间的距离要保证上午9 点到下午3 点之间前排不对后排造成遮挡。
（2）太阳能电池板最低点距地面距离H（不包含倾斜屋顶部分）
太阳能电池板最低点距地面距离H的选取主要考虑如下因素：
高于当地最大积雪深度；
高于当地洪水水位；
防止动物破坏；
防止泥和沙溅上太阳能电池板；
四、太阳能发电系统功率与带负载配置
交流负载分电阻性负载、电感性负载、电力电子负载。
电阻性负载：电流与电压相同，无冲击电流。例如：白炽灯、电子节能灯、电加热器等。
电感性负载：电压超前电流，有冲击性。例如电动机、电冰箱、水泵。
电力电子负载：有冲击电流。例如荧光灯（带电子镇流器）、电视机、计算机等。
电感性负载的浪涌电流：
电动机：额定电路的5～8被，时间50～150ms。
电冰箱：额定电流的5～10倍，时间为100～200ms。
彩色电视机的消磁线圈和显示器：额定电流的2～5倍，时间为20～100ms。
电力电子类负载的峰值电流（振幅系数）1）
负载参数和对电源的要求有：电压、电流、功率因素、波形、频率等。
在实际光伏发电系统中，系统所带负载是光伏发电系统设计的重要因素，特别对于电阻性负载、电感性负载、电力电子负载系统容量设计有不同要求。下表为光伏发电功率与带
负载类型配置速配表。
发电功率（W）
额定
负载
（W）
峰值
负载
（W）
输出电
压(V)
输出电
流(A)
照明彩电台式
电脑
电冰
箱
洗衣
机
空调
器
厨房
电器
50 50 75 DC12 DC4.1 ●△△△△△△
50 50 75 AC220 AC0.2 ●△△△△△△100 150 225 AC220 AC0.7 ●△△△△△△150 150 225 AC220 AC0.7 ●△△△△△△200 200 300 AC220 AC0.9 ●△△△△△△300 300 450 AC220 AC1.4 ●◎◎△△△△500 500 750 AC220 AC2.3 ●◎◎△△△△600 600 800 AC220 AC2.7 ●◎◎◎△△△800 800 1200 AC220 AC3.6 ●●◎◎△△△1000 1000 1500 AC220 AC4.5 ●●●●◎△△1500 1500 2250 AC220 AC6.8 ●●●●◎△△2000 2000 3000 AC220 AC9.1 ●●●●◎◎◎3000 3000 4500 AC220 AC13.6 ●●●●●◎◎4000 4000 6000 AC220 AC18.2 ●●●●●●◎5000 5000 7500 AC220 AC22.7 ●●●●●●●7500 7500 11250 AC220 AC34.1 ●●●●●●●10000 10000 15000 AC220 AC45.5 ●●●●●●●注明：●为可持续使用，◎为须交替使用，△不能使用。
课程设计报告 题目太阳能节能灯的设计与分析 系别物理与电子工程学院 年级 2011级专业光伏技术与产业 班级光伏111 学生姓名宋梦丹 学号050411139 指导教师薛春荣 设计时间2013-12
产品简介 【使用优点】 无需电线，按一下底部的开关，白天晒太阳，晚上自动亮光，环保，不用交电费！灯体造型美观大方，轻巧灵活多样，动感十足，太阳能充满电能亮8小时以上。 【安装及使用方法】 把灯罩向左旋开，拨动开关，把灯具插地，放置在阳光下 【技术参数】 ?品牌: MODAS ?型号: MD9548 ?颜色分类: 白色（MD9548W） ?灯具是否带光源: 带光源 ?光源类型: LED ?太阳能板：0.08W（2V 40MA） ?电源：600MAH 1.2V NI-MH ?光源：1*LED(15000MCD) ?产品尺寸：6.7*6.7*36.7CM ?一盒重量：260g 【工作原理】 通过顶部的太阳能板转换成电能，白天光通过太阳能板转换成电能储存在充电电池中，等到晚上天黑时，太阳能板不再对电池充电，灯就自动亮起来。 原理分析 太阳能光伏发电LED照明系统组成高效节能的太阳能光伏发电LED照明系统包括太阳能电池组、DC-DC变换器、最大功率跟踪控制、储存电能的蓄电池组和LED照明控制、LED光源等部分。 太阳能LED自动照明系统的基本原理，是在有光照的情况下，太阳能电池板把光能转变成电能对蓄电池充电，并将电能储存在蓄电池中。夜晚，蓄电池中的电能为半导体发光二极管LED充电发光起到照明的效果。系统采用全自动工作方式，无须人工介入，可以采用声、光或延时控制方式，做到“人在灯亮，人走灯灭”（指楼道、走廊等）或“天黑即亮，延时关灯”（指道路、庭院、景点等）或每日24小时“常明不灭”（指地下停车场、隧道等）。对连续阴雨天，系统可根据
太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优 化设计 《太阳能光伏发电系统》 课程设计 课题名称: 家庭并网光伏发电系统的优化设计专业班级: 学生姓名: 学生学号: 指导教师: 设计时间: 沈阳工程学院 报告正文 目录 第1章绪 论 ..................................................................... . (3) 1.1 设计背 景 ..................................................................... .. (3) 1.2 设计意 义 ..................................................................... ......................................... 3 第2章朝阳市气象资料及地理情况...................................................................... ............... 4 第3章家用并网型...................................................................... .. (6)
太阳能光伏发电系统的优化设 计 ..................................................................... .. (6) 3.1 设计方 案 ..................................................................... .. (6) 3.2负载的计算...................................................................... . (8) 3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选 型 (9) 3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设 计 (10) 3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型..................................................................... 11 3.6 控制器、逆变器的选 型 ..................................................................... (12) 3.7 电气配置及其设 计 ..................................................................... (13) 3.8 系统配置清 单 .....................................................................
小型光伏发电系统4K W的设计
南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者陈德清学号 31041P03 系部中认新能源技术学院 专业光伏发电技术及应用 题目小型独立光伏发电系统（4KW）的设计 指导教师程超 评阅教师张渊 完成时间： 2013年 5 月 2 日
毕业设计(论文)中文摘要
毕业设计(论文)外文摘要
目录 1 引言 (5) 2 独立光伏发电系统概述 (7) 2.1 独立光伏发电系统的概念 (7) 2.2.1 结构 (8) 2.2.2 工作原理 (9) 3 独立光伏发电系统的设计 (9) 3.1 系统的设计原则、步骤和内容 (9) 3.1.1 系统设计原则 (9) 3.1.2 设计步骤和内容 (9) 3.2 系统容量的设计 (10) 3.2.1 数值计算值 (10) 3.3 太阳能电池组件及方阵的设计 (12) 3.3.1 光伏组件方阵需要考虑的问题 (12) 3.3.2 太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角 (12) 3.3.3 一般设计方法 (13) 3.4 直流接线箱的选型 (16) 3.5 光伏控制器的选型 (18) 3.6 光伏逆变器的选型 (19) 4 结论 (20) 5 致谢 (21) 6参考文献 (21)
1 引言 自人类社会诞生以来，能源一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《BP世界能源统2005》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40 多年，天然气和煤炭则分别可以供应67年和164年。而我国的能源资源储量情况更是危机逼人，按2000 年底的统计，探明可开发能源总储量约占世界总量的10.1%.我国能源剩余可开采总储量的结构为原煤占58.8%，原油占3.4%，天然气占1.3%，水资源占36.5%。我国能源可开发剩余可采储量的资源保证程度仅为129.7年。 目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升混。20世纪90年代以来，以欧盟为代表的地区集团，大力开发利用可再生能源，连续1 0 年可再生能源发电的年增长速度都在15%以上。以德国、西班牙为代表的一些国家通过立法方式，促进可再生能源的发展，1999 年以来可再生能源年均增长速度均达到3日%以上。四班牙2003 年风力发电装机占到全机总量的4% ，德国在过去11年间，风力发电增长21倍，2003年占全的3.1%，瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中高达15%以上。 近年来，光伏产业迅速发展，世界太阳电池年产量在最近十年内保持了30%以上的增速，2007 年年增长率达到了50% ，2008 年年增长率甚至达到了100% ，年产量达到6.5GW ，大阳电池产量迅速增加的动力来自于世界对太阳能等清洁能源持续增长的需求，2008 年世界光伏系统新装机容量达到5.95
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L
图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理 由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。 扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,
何彬，太阳能光伏发电系统课程设计 绪论 能源短缺是当今社会中的热点问题，它直接制约着经济和社会的发展，可再生能源的利用也就成了当今世界关注的焦点之一。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义地说， 太阳能包含以上各种可再生能源。近年来太阳能的利用得到了世界各国的广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。同时，照明作为日常生活中不可缺少的一部分，成为了世界各国的一项 重要的能源消耗，据统计照明用电占我国总发电量的 10％以上，绿色节能照明的应用越来越受到重视。我国在 1996 年就提出了“绿色照明工程”，主要就是为了解 决与照明相关的能源供应问题，新型的照明光源 LED发光产品在照明和装饰领域逐渐受到世人的瞩目。 太阳能电池板和LED都是由半导体材料构成的，随着半导体材料技术的更加完善必将推动太阳能和LED的进一步发展。将太阳能和LED结合起来为节能照明技术提供了新的解决方案。 一、课程设计报告内容 1.太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统是通过太阳能电池吸收阳光，将太阳的光能直接变成电 能输出。 光伏发电系统主要由太阳能光伏电池、储能电池、充放电电路、光源及控制 电路等组成，系统的组成框图如图 1 所示：系统各部分容量的选取配合，需要综合考虑成本、效率和可靠性。太阳能电池将太阳能转变成电能，一部分用来给直流负载 LED供电，另一部分储存在蓄电池中。当没有太阳光或者光线暗时， LED 照明系统所需要的能量不够的部分由蓄电池提供。 LED照明部分不仅可以实现昼 夜照明，同时采用了自动调光技术，可以使室内的光线保持恒定。 图 1光伏发电系统组成框图 太阳能电池是太阳能照明系统的输入，为整个系统提供照明和控制所需电
公共必修课 思想道德修养及法律基础、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、大学体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、大学生就业与创业指导、沐浴经典、红色江西、形势政策 专业基础课 高等数学、大学物理、光伏技术概论、电工电子学、半导体物理器件、太阳电池材料、光伏设备概论 专业课 专业技能课 工程计价与计量、工程制图、AutoCAD 专业必修课 太阳电池原理与工艺、太阳能发电技术、光伏建筑电气控制技术、光伏系统设计与施工、供配电系统、光伏建筑工程 专业任选课 高级语言程序设计、工业计算机控制技术、新能源发电技术、专业英语 集中实践教学 太阳能发电技术课程设计、光伏系统设计与施工课程设计、光伏建筑工程课程设计、军事训练、入学教育、岗位实训、毕业设计(论文) 主干课程 （1）《太阳电池原理与工艺》 课程简介：本课程主要讲授光生伏打效应机理、p-n结、太阳电池的工作原理、制造工艺、测试和应用等方面的技术，使学生对太阳电池器件的原理及工艺有较为系统的掌握。 （2）《太阳能发电技术》 课程简介：本课程主要讲授太阳能光伏发电工作原理、内容包括太阳能电池组件的特性、结构及种类，功率调节器的工作原理、功能、电路构成及种类、选择方法、相关设备及部件，太阳能光伏发电系统设计与施工、维护检查与测量，熟悉太阳能光伏发电系统的法律法规及并网系统技术要求准则。 （3）《光伏系统设计与施工》 课程简介：主要介绍光伏系统的构成及设计原理和规则,阐述光伏系统的施工技术和方法。使学生初步掌握光伏系统的设计方法，了解光伏系统的施工步骤，为学生将来独立参与光伏系统的设计和施工打下基础。 （4）《光伏建筑电气控制技术》 课程简介：本课程主要结合光伏发电讲授建筑配电系统常用的电器元件、继电器、接触器控制的基本控制电路、建筑电气控制技术的设计、建筑中常用的电气设备的控制原理、可编程控制器的基本工作原理及其在光伏建筑中的应用等方面知识。 （5）《太阳电池材料》 课程简介：介绍太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺，着重从材料制备和性能的角度出发，阐述常用的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构组成对太阳电池的影响。 （6）《工程计价与计量》 课程简介：本课程主要介绍太阳发电建设项目在决策、设计、招投标、实施、竣工验收等阶段的计价方法，使学生初步掌握工程计价与计量专业技能，扩展学生的工程经济知识与相关能力。
】 南昌航空大学 自学考试毕业论文 【 题目太阳能并网光伏发电系统 专业光伏材料及应用 学生姓名 准考证号 指导教师 . 2012 年 04 月
光伏发电并网控制技术设计 摘要 随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题。所以，迫切需要对新的能源进行开发和研究。而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高，应用较广泛的能源，尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。 本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。其次，对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析，并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。接着，对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。再次，提出光伏并网发电系统的设计方案。最后，对光伏并网发电系统的硬件进行设计。并网光伏发电充分发挥了新能源的优势，可以缓解能源紧张问题，是太阳能规模化发展的必然方向。我国政府高度重视光伏并网发电，并逐步推广＂屋顶计划＂。太阳能并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。 关键词：能源；太阳能；光伏并网；逆变器
目录 第一章太阳能光伏产业绪论 (1) 光伏发电的意义 (1) 光伏并网发电 (1) 第二章太阳能光伏发电系统 (5) 太阳能光伏发电简介 (5) 太阳能光伏发电系统的类别 (5) 太阳能光伏发电系统的发电方式 (6) 影响太阳能光伏发电的主要因素 (7) 第三章并网太阳能光伏发电系统组成 (10) 并网光伏系统的组成和原理 (10) 光伏电池的分类及主要参数 (12) 光伏控制器性能及技术参数 (14) 光伏逆变器性能及技术参数 (15) 第四章发展与展望 (18) 发展与展望 (18) 全文总结 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)
家用分布式光伏系统设计 摘要：太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。 目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在建筑物屋顶的光伏发电项目，方便接入就近接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。从发电入网角度出发，根据家庭用电情况可以给出系统施工要求、设计方法以及光伏组件、逆变器的选择等。 关键词：太阳能分布式光伏发电系统 1.前言 太阳能是一种重要的，可再生的清洁能源，是取之不尽用之不竭、无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转换为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍。从长远来看，太阳能的利用前景最好，潜力最大。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一。 本文简单地阐述了家用分布式光伏发电系统设计方法和施工要求，仅供参考。 2.太阳能光伏发电应用现状 太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术（简称PV技术）。太阳能光伏发电不仅可以部分代替化石燃料发电，而且可以减少CO2和有害气体的排放，防止地球环境恶化，因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域从航天、国防、转向了民用，如德国的“百万屋顶计划”使许多家庭不仅利用太阳能光伏发电解决了自家供电，而且这些家庭还办成了一所所私人的“小型电站”，能够源源不断地为公用电网提供电能。 近几年，我国光伏行业发展也非常迅速。国家对光伏发电较为重视，国家和地方政府相继出台了一些列的补贴政策以促进光伏产业的发展，国家发改委实施“送电到乡”、“光明工
绪论 能源短缺是当今社会中的热点问题，它直接制约着经济和社会的发展，可再生能源的利用也就成了当今世界关注的焦点之一。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。近年来太阳能的利用得到了世界各国的广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。同时，照明作为日常生活中不可缺少的一部分， 成为了世界各国的一项重要的能源消耗，据统计照明用电占我国总发电量的10%以上，绿色节能照明 的应用越来越受到重视。我国在1996年就提出了“绿色照明工程”，主要就是为了解决与照明相关的能源供应问题，新型的照明光源LED发光产品在照明和装饰领域逐渐受到世人的瞩目。 太阳能电池板和LED都是由半导体材料构成的，随着半导体材料技术的更加完善必将推动太阳能和LED的进一步发展。将太阳能和LED结合起来为节能照明技术提供了新的解决方案。 一、课程设计报告内容 1. 太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统是通过太阳能电池吸收阳光，将太阳的光能直接变成电能输出。 光伏发电系统主要由太阳能光伏电池、储能电池、充放电电路、光源及控制电路等组成，系统的组成框图如图1所示：系统各部分容量的选取配合，需要综合考虑成本、效率和可靠性。太阳能电池将太阳能转变成电能，一部分用来给直流负载LED供电，另一部分储存在蓄电池中。当没有太阳光或者光线暗时，LED 照明系统所需要的能量不够的部分由蓄电池提供。LED照明部分不仅可以实现昼 夜照明，同时采用了自动调光技术，可以使室内的光线保持恒定。 图1光伏发电系统组成框图
光伏并网发电系统设 计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。
R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理
课程设计方案 课程名称太阳能光伏发电技术 班级10级光伏发电班 专业光伏发电技术及应用专业 指导教师：李玲
一、课程设计的目的 课程设计是《太阳能光伏发电技术》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出设计和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二、课程设计的任务和要求 1、学习态度：要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度，对有抄袭他人设计图纸（论文）或找他人代画设计图纸、代做报告等行为的弄虚作假者一律按不及格记成绩，并根据学校有关规定给与处理。 2、学习纪律：要严格遵守学习纪律，遵守作息时间，不得迟到、早退和旷课。如因事、因病不能上课，则需请假，凡未请假或未获准假擅自不上课者，均按旷课论处。 3、课程目标：掌握课程的基本理论和基本知识，概念清楚，设计计算正确，结构设计合理，实验数据可靠，绘图符合标准，设计报告撰写规范。要敢于创新，勇于实践，注意培养创新意识和工程意识。 （1）巩固和加深对光伏系统设计基本知识的理解，提高学生综合运用本课程自学知识的能力。 （2）培养学生根据课题需要选学参考书籍、查阅手册、图表和文献资料的所学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 （3）通过实际新余市太阳能LED灯设计方案的分析比较、设计计算、设备选型、安装调试等环节，初步掌握简单太阳能光伏系统的分析方法和工程设计方法。 （4）掌握常用太阳能光伏系统设备的基本参数，学会太阳电池组件的容量计算、蓄电池容量计算、方阵倾角设计等，提高学生动手能力，能在教师指导下，完成课程任务。 （5）了解与课题有关的光伏系统设备安装及使用工程技术规范，能按课程设计任务的要求编写设计报告(或总结)能正确反映设计和实验成果。 （6）培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。
专科生毕业论文（设计）题目：家用小型太阳能光伏发电系统设计 系（部）光伏发电及应用 专业光伏发电及应用 学号 201111120**** 姓名王 * 指导教师龚** 1
20 13年 10 月 6 日 摘要 太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。为解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立的岛屿等地方人们日常生活、生产用电的需要，改善人们的生活水平，进行了家用太阳能光伏发电系统的设计。根据当地的气象、环境状况及具体用电情况，给出了系统的设计方法及施工要求，包括蓄电池容量的计算、控制器的选择、逆变器功率的选择、太阳能电池组件的选择和布置等。安装运行以来，系统工作稳定正常，验证了设计的正确性。 关键词：太阳能光伏发电；太阳能电池组件；系统设计。 Abstract:Solarenergyisthemostcommonformofnaturalresources,itisalsotheinexhaustiblerenewab leenergy.Aimingatsolvingthepeople'sdailylifeandproductionelectricityneedsinremotefarming,m ountainandislands,ahomeusesolarphotovoltaicgenerationsystemwasdesigned.Accordingtolocal weather,environmentalconditionsandspecificcasewithelectricity,thedesignmethodandconstructi onrequirementweredeveloped,includingthecalculationofthebatterycapacity,theselectionofthecon troller,thechoiceofinverterpower,theselectionandlayoutofthesolarcellmodules,etc..Theresultsind icatethatthesystemrunsstabilityandnormal，theaccuracyofthede-signisverified．
新能源学院 《太阳能光伏发电系统》 课程设计 课题名称： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 设计时间：至 沈阳工程学院
报告正文（例子） 目录（自动生成） 第1章绪论.......................................... 1.1 设计背景……………………….................... 1.2 设计意义................................................................................. 第2章沈阳市气象资料及地理情况........................................... 第3章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化设计.......... 3.1 设计方案...................... 3.2 负载的计算.......................... 3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型…………………….. 3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计.......................... 3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型……………………………….. 3.6 控制器、逆变器的选型……………………………….. 3.7 电气配置及其设计………………………….. 3.8 系统配置清单………………………….. 第4章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化结果与讨论……… 4.1 ………………………………………………………….. 4.2 ……………………………………………………….. 4.3 ……………………………………………………….. 4.4 ……………………………………………………….. 第5章心得体会....................................................................................... 参考文献.......................................................................................
小型光伏发电系统设计 摘要：本文对小型光伏发电系统设计进行了详细阐述，主要包括：太阳能光伏发电系统结构、太能能光伏发电系统容量的选择与计算、太阳能电池组件功率和方阵的设计与计算、蓄电池 容量的设计与计算、控制器和逆变器的选型等内容，最后本文给出了一个装机容量为3kW 的小型光伏发电系统的典型配置。 关键词：小型光伏发电设计；成本分析；小型光伏系统典型配置 一、引言 2013 年以来，中国各地持续加重的雾霾天气，一再引发人们对环境的关注。 2014 年伊始，我国中东部地区因雾霾天气造成中重度空气污染，严重影响了公众的健康，不仅成为社会关注的焦点，而且也已经成为严重的社会问题。治理雾霾已成为政府工作的重中之重，继国务院出台《大气污染防治行动计划》后，相关部门陆续出台大气治理措施。当前，以光伏发电为代表的清洁能源为治理雾霾提供了破解路径，并得到了国家高度重视。 然而，当前由于大型光伏电站投资成本过高、对大型光伏发电站的成本测算、 预期投资回收期以及运营费用等各方面的研究还不成熟，导致资本不敢贸然投资光伏发电，当前看似如火如荼进展的光伏发电站则主要还是依赖政府补贴，大型光伏发电站真正进入市场还有较长一段路要走。 小型光伏发电系统相对而言具有投资成本小、技术瓶颈低、成本回收期短等 优势。在当前各投资资本对大型光伏发电产业持观望态度时期，小型光伏发电系 统无疑会成为各资本进入光伏产业的探路石。 在此背景下，本文提出一种小型光伏发电系统的设计，并对该系统中的各关 键问题进行研究分析。 二、小型光伏发电系统的基本设计思路 太阳能光伏发电系统的负载大小有别、用途各异、发电系统所处的地理位置、
目录 1.系统设计依据 (2) 2.负载耗电量 (2) 3.系统初始化设计 (3) 3.1当地气象数据资料 (3) 3.2方阵倾斜角设计 (3) 4.系统的主要配置说明 (4) 4.1太阳能电视组件 (4) 4.2并网逆变器 (4) 4.3方阵支架场地设计 (5) 4.3.1屋顶基础 (5) 4.3.2支架的设计 (5) 4.4.配电室设计 (6) 4.5.并网发电系统的防雷 (6) 4.6并网发电系统配置表 (7) 5. 系统建设及施工 (8) 5.1光伏系统建设流程 (9) 5.2光伏系统组件安装和检验 (9) 5.3光伏屋面安装顺序 (10) 5.4线缆的敷设与连接 (11) 5.5系统防雷接地安装 (11) 5.6逆变器的安装 (12) 6. 太阳能光伏发电系统的检查与测试 (12) 6.1光伏发电系统的检查 (12) 6.2光伏发电系统的测试 (13) 6.3系统的维护与检修 (13)
1.系统设计依据 该系统的设计依据有（国标）： GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD） GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法 GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法 GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验C：设备用恒定湿 GB 4208 外壳防护等级（IP代码）（equ IEC 60529:1998） GB 3859.2-1993 半导体变流器应用导则 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T 21086-2007 建筑幕墙 GB 50057-94 建筑物防雷设计规范 JGJ102-2003 玻璃幕墙工程技术规范 JGJT139-2001 玻璃幕墙工程质量检验标准 2.负载耗电量 设备名称功率（w）日运行时间（h）日耗电量（wh）电视机85w＋150w 4＋2 640 电磁炉1600 2 3200 照明灯40w×10只 4 1600 电水壶1800 0.5 900 洗衣机400 1.5 600 冰箱350w/24h 24 350 电饭煲650 1.5 975 饮水机300 5 600 电风扇60w×3 5 900 合计9765
1. 引言 日常生活和社会生产都离不开能源。人们通过直接或间接利用某些自然资源得到能，因而，把具有某种形式能量资源以及由它加工或转换得到的产品统称为能源。前者叫自然能源或一次能源，如矿物燃料、植物燃料、太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和潮汐能等，后者通常又把可再生的自然资源称为新能源，其围包括太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。矿物燃料（煤、石油、天然气等）又称为常规能源。 值得注意，几乎所有的自然资源，从广义的角度看都来自太阳能。由大气、陆地、海洋、生物等所接受的太阳能都是各种自然资源的源泉。矿物燃料是古生物长期沉积在地下形成的，它的形成源自远古的太阳能。[9]水的蒸发和凝结，风、雨、冰、雪等自然现象的动力也是靠太阳，因而水能、风能归根到底都来自太阳能。生物质能是通过光合、光化作用转化太阳辐射能取得的。由于太阳和月球对地球水的吸水作用产生潮汐能。 世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球截取的太阳能辐射能通量为1.7ⅹ1014kW,比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间；47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间；约23%是水蒸发、凝结的动力，风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接受的太阳能总量为1ⅹ1018kW·h。这相当于5ⅹ1014桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。 太阳的能量是如此巨大，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”，但是太阳辐射能的通量密度较低，大气层外为1353W/m2.太通过大气层时会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响，因而，太阳能对地球又呈
南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者陈德清学号 31041P03 系部中认新能源技术学院 专业光伏发电技术及应用 题目小型独立光伏发电系统（4KW）的设计 指导教师程超 评阅教师张渊 完成时间： 2013年 5 月 2 日
毕业设计(论文)中文摘要
毕业设计(论文)外文摘要
目录 1 引言 (5) 2 独立光伏发电系统概述 (7) 2.1 独立光伏发电系统的概念 (7) 2.2.1 结构 (8) 2.2.2 工作原理 (9) 3 独立光伏发电系统的设计 (9) 3.1 系统的设计原则、步骤和内容 (9) 3.1.1 系统设计原则 (9) 3.1.2 设计步骤和内容 (9) 3.2 系统容量的设计 (10) 3.2.1 数值计算值 (10) 3.3 太阳能电池组件及方阵的设计 (12) 3.3.1 光伏组件方阵需要考虑的问题 (12) 3.3.2 太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角 (12) 3.3.3 一般设计方法 (13) 3.4 直流接线箱的选型 (16) 3.5 光伏控制器的选型 (18) 3.6 光伏逆变器的选型 (19) 4 结论 (20) 5 致谢 (21) 6参考文献 (21)
1 引言 自人类社会诞生以来，能源一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《BP世界能源统2005》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40 多年，天然气和煤炭则分别可以供应67年和164年。而我国的能源资源储量情况更是危机逼人，按2000 年底的统计，探明可开发能源总储量约占世界总量的10.1%.我国能源剩余可开采总储量的结构为原煤占58.8%，原油占3.4%，天然气占1.3%，水资源占36.5%。我国能源可开发剩余可采储量的资源保证程度仅为129.7年。 目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升混。20世纪90年代以来，以欧盟为代表的地区集团，大力开发利用可再生能源，连续1 0 年可再生能源发电的年增长速度都在15%以上。以德国、西班牙为代表的一些国家通过立法方式，促进可再生能源的发展，1999 年以来可再生能源年均增长速度均达到3日%以上。四班牙2003 年风力发电装机占到全机总量的4% ，德国在过去11年间，风力发电增长21倍，2003年占全的3.1%，瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中高达15%以上。 近年来，光伏产业迅速发展，世界太阳电池年产量在最近十年内保持了30%以上的增速，2007 年年增长率达到了50% ，2008 年年增长率甚至达到了100% ，年产量达到 6.5GW ，大阳电池产量迅速增加的动力来自于世界对太阳能等清洁能源持续增长的需求，2008 年世界光伏系统新装机容量达到 5.95 GW ，比200 7年增长了110%。按照目前光伏组件4.5 $/W的价格计算，世界光伏市场规模接近三百亿美元. 新能源是国家“十二五”规划重点要求发展的产业，政策对其扶持力度很大。2009年3月，由科技部、国家发改委等部门联合举办的2009年中国国际节能和新能源科技博览会上集中展示了节能减排和新能源科技的重大成果，引起了国内外的广泛关注。2009年5月全国财政新能源与节能减排工作会议指出，国家财政要全力支持新能源发展和节能减排工作，重点加快启动国内光伏发电市场、开
光伏发电并网系统工程设计技术探讨 摘要：太阳能光伏系统主要利用太阳能电池组件与其他辅助设备将太阳能转变 为电能，分为独立系统、并网系统与混合系统三种。它最大特点是光伏阵列产生 的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电，直接接入电网网络，并 网系统中PV 方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余电力还能及时反馈给电网。而且我国幅员辽阔，日照时间和面积有很大优势，为太阳能光伏发电系统的 应用提供了良好的条件。 关键词：光伏发电并网系统；工程设计；技术； 随着社会的飞速进步，传统能源的紧缺及其对环境带来的负面影响给新能源 的蓬勃发展带来了新的契机。可以肯定，在未来的几十年中以太阳能为首的新能 源势必将逐步取代传统能源。目前，光伏发电技术主要应用于独立光伏系统与并 网光伏发电系统。 一、太阳能光伏发电并网系统的核心关键技术 并网发电系统一般由太阳组件，并网逆变器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。并网发电方式是将太阳能电池阵列所发 出的直流电通过逆变器转变成交流电能输送到公用电网中，无需蓄电池进行储能，相比较而言，并网发电较便宜，而且完全无污染。并网发电系统采用的并网逆变 器拥有自动相位和电压跟踪装置，能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动，不会对电网造成影响。太阳能光伏发电并网系统所运用的核心技术有最大功率点 追踪（MPPT）技术、注入电网的谐波电流控制及控制与保护。①对太阳能光伏 发电系统运用的最大功率点追踪技术来说，英文全称为Maximum Power Point Tracking，主要对光伏系统的电气模块工作状态进行调节，使光伏板能够输出更多电能，并将太阳能电池组件产生的直流电有效地储存在蓄电池中，光伏电池的输 出功率和最大功率点追踪控制器的工作电压有直接的关系，只有在最合适的电压 之下，其输出功率才有唯一的最大值。而当前应用的最大功率点追踪技术主要有 在线扰动法、下山法、微分法及模糊规则法四种，能够动态地对太阳能辐射能量 进行追踪。②为了保证电能的质量，要抑制注入电网的谐波电流，保证在最低水平，主要的方法有提高载波频率、合理整定参数、滤波器设计以及群控技术等。 对于控制与保护来说，主要难点在于速度要求、与电网配合方面，常见的保护措 施有抗孤岛保护可整定短路、过欠压/频保护及通讯接口对接。 二、光伏发电并网系统工程设计技术 1.子系统的构成。太阳能光伏发电系统的各个子系统都是相对独立的，均是 由光伏子系统、直流监测配电系统以及并网逆变器系统等构成，将各个子系统的 进行有机结合后，再进行380V 三相交流电接至升压变，最后进入供电网络。 2.主设备选型。在大多数情况下，单台逆变器的容量越大，单位造价就会相 对较低，但是当单台逆变器容量过大时，一旦出现故障就会对整个电网系统产生 重大的影响，因此需要依据光伏组件安装场地的真实状况，选取适合额定电量的 并网型逆变器。在当前国内生产的并网逆变器单台容量最大可以达到500kVA，但是100kVA 及以上的产品的运行不足。为确保光伏发电场能够稳定、经济的运行，并网型逆变器能通过分散成组相对独立并网的方式，这就能够促进整个光伏发电 系统的顺畅运营。并网型逆变器需要过、欠电压，过、欠频率，进行短路保护， 防孤岛效应，逆向功率保护等保护方式。每个逆变器都需要连接到多个串光伏电 池组件，而这些电池组件可以利用直流监测配电箱连接到逆变器。直流监测配电