南通纺织职业技术学院毕业论文
某家用太阳能发电系统设计
陈冬梅
班级 07智能电子
专业电子信息工程技术（智能）
教学系机电工程系
指导老师贲礼进
完成时间 2010 年月日
目录
前言 (1)
1 设计的整体思路 (2)
2 家用太阳能发电系统综述 (3)
2.1家用太阳能发电 (3)
2.1.1 家用太阳能发展的历史 (3)
2.1.2 家用太阳能光伏发电的优缺点 (3)
2.1.3 家用太阳能发电的应用 (4)
2.1.4 家用太阳能发电系统的原理 (5)
2.2太阳能电池板系统 (6)
2.2.1 太阳能电池板的发电原理 (6)
2.2.2 太阳能电池板的分类 (6)
2.3蓄电池储能系统 (7)
2.3.1 蓄电池的充放电原理 (7)
2.3.2 蓄电池的充放电特性 (8)
2.4 关于控制器 (9)
2.4.1控制器的原理 (9)
2.4.2控制器的作用 (10)
2.5 逆变器 (11)
2.5.1 逆变器的工作原理 (11)
2.5.2逆变器的分类及特点 (12)
3.家用发电系统功率匹配设计 (13)
3.1各项技术参数 (13)
3.2铅酸蓄电池容量的计算 (14)
3.3太阳能电池方阵功率的计算 (14)
4.实验过程的说明 (15)
5.实验结果的展示 (16)
结束语 (17)
参考文献 (18)
前言
随着常规能源的大量消耗，使得可再生能源越来越多的受到21世纪人类的关注。对能源资源消耗所引发的气候变化等一系列问题，不仅是对中国提出的挑战，也是对世界提出的挑战,能源短缺使太阳能光伏发电越来越受青睐。太阳能之所以受到世界各国越来越多的关注主要是因为其具有以下优点：(1)太阳的历史寿命长，与人类的历史(约30万年)相比，太阳具有很长的寿命，所以对人类来讲,太阳能几乎是无限的能源：(2)太阳是十分强大的能源供应体，太阳光40min内赐予地球的能量如果能够都为人类所利用的话，估计就能满足全世界一年的能源消耗；(3)太阳能不会造成环境污染、能源损失等社会问题；(4)能量获取简单直接，在使用现场就能从太阳光获得能量。
1839年，法围科学家贝克雷尔(Bccquml)发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏打效应”简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔挫在美圈贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。在太阳能的有效利用当中，太阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域之，也是其中最受瞩目的项目之一。太阳能光伏发电具有水电、火电、核电所不能比拟的清洁性、安全性、普及性等优点。随着科学进步，光伏发电技术已可用于任何需要电力且有光照的场合。
太阳能家用发电系统设计
摘要：太阳能家用发电系统即离网型太阳能光伏发电系统。一般来说，离网型太阳能光伏发电系统主要有太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成。
关键字：太阳能电池蓄电池控制器逆变器
1 设计的整体思路
本次设计是建立在太阳能电池板自身的光电转换特征基础之上的，整个流程使用到了较多的设备以辅助，例如蓄电池、电池板以及管理器等等，最终构成了整套的太阳能光伏发电系统，该系统的最大功能就是能够对太阳能进行接收与转化，成为电能，并储蓄，以此来为家用电器随时供电。本次设计的研究理论涉及较多，就蓄电池来说，就涵盖了充放电原理、蓄电池负载以及充放电特质，另外还研究了管理器自身的功率匹配问题。依据这些问题及原理的分析，本文最终设计出了一套相对完整的太阳能发电体系，并将之应用到了实际生活，首先是进行了太阳能电池板的安装，选择地点要是光照较好之处，以此来便于太阳能电池板来接收并转化光能，被转化之后的光能成为了新的电能，并可以通过管理器达到蓄电池，蓄电池里存储的电能可以随时被家庭使用，例如到了晚上，不再有光照之时，就可以使用管理器来供电，将蓄电池的电能进行传输。详细太阳能光伏发电系统连接情况如下：
图1.1 家用太阳能光伏发电系统实物连接图
2 家用太阳能发电系统综述
2.1家用太阳能发电
2.1.1 家用太阳能发展的历史
十九世纪三十年代末期，法国著名科学家克雷尔首次发现了光生伏特效应，主要效应来自于光照之后，半导体材料自身出现的电位差异，后来又被称之为光伏效应。二十世纪三十年代初期，科学家布鲁若在进行太阳能的研究之时，发现太阳能可以启动发电机，这也是太阳能第一次被使用。在这之后，五十年代中期，美国的科学家又制作成功了单晶硅太阳能电池，世界上首次诞生光伏发电技术。五十年代末，太阳能多晶硅电池出现，效率为二十分之一。六十年代初期，硅太阳能电池被研发，并正式投入使用，其能够将电能传送至电网，以此来为家庭服务。到七十年代末期，太阳能的优势逐渐被挖掘，并且受到人们重视。七十年代中后期，发达国家美国创建了太阳能地面光伏站，该站的创建，为较多家庭提供了太阳能电能，在一定程度上保障了能源与环境。八十年代初期，美国又成立了1MWp光伏电站，并且使用了冶金硅电池，效率上有了成倍的提升，这也为更多的普通家庭提供了电能，再加上后期光伏电站规模的扩张与发展，以及家用光伏产品的研发和普及，小型太阳能光伏发电体系得到飞速发展。九十年代末期，随着社会科技的不断发展，整个光伏发电在领域之中的作用也越来越明显。直到新世纪初，全国已经创建了十余座的兆瓦级光伏发电系统，和六个兆瓦级的联网光伏电站。越来越多的国家开始使用这种光伏发电技术，并不断创建新的发电站。美国作为世界上第一个创建光伏发电系统的国家，先是在九十年代中后期制定了百万屋顶计划，也就是打算在二十一世纪一十年代初期完成一百万户的家庭太阳能光伏电池安装，以此来完善整个系统，并以光照及电池传输电能，且不被时间所限制；二十世纪九十年代初期，日本也开始了太阳能发电系统的制定，并将之命名为新阳光计划，准备在二十一世纪一十年代到达之前为国家的居民们安装家用太阳能电池，并以此供电。通过各个国家所制定的光伏计划及方案能够看出，现如今，家用太阳能光伏发电系统已经被世界较多地区所认可且使用，人们逐渐发现了该系统的优势与应用价值。由于传统能源的逐渐减少与消失，发电方式开始面临种种问题与困难，而本文所提到的这种太阳能发电技术的出现与发现就在一定程度上解决了这些问题，并且保障了环境。
2.1.2 家用太阳能光伏发电的优缺点
在最近一段时期之中，太阳能光伏发电有了迅猛的进步与发展，之所以会出现这样的情况，主要原因就是这种发电方式自身具备的优势与特征。其优点主要有以下几个方面。一，这种太阳能光伏发电方式由多个电子元器件组合，其中没有任何机械部件，不会发生部件的运作与回转，因此无噪音；二，并不需要进行
