家庭小型太阳能发电设备

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1、 项目编 号辽辽宁宁工工业业大大学学教师 科研 启动基金申申 请请 书书项 目 类 别 项 目 名 称 项 目 负 责 人 所 在 单 位（盖章） 项 目 起 止 时 间 填 表 日 期 辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学20112011 年年 7 7 月月1项目承诺书项目承诺书申请者承诺：保证如实填写本表各项内容。如果获准立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守辽宁工业大学教师科研启动基金管理办法等有关规定，认真开展研究工作，取得预期研究成果。申请者（签章）：年 月 日2填 表 说 明一、填表前，请认真阅读“辽宁工业大学教师科研启动基金管理办法”和辽宁工业大学当年立项工作的通知。二、本表请打印

2、，不需填写封面上方“项目编号”框里内容。三、项目类别：指本项目研究属理工类项目或人文社科项目。四、一律用 A4 纸打印，并左侧装订，一式 2 份。3一、项目组成员信息一、项目组成员信息姓 名性别出生年月 年 月学 位技术职 称从事专业联系电话E-mail项目负责人情况通讯地址邮政编码依托平台名称批准部门总人数高级中级初级博士后博士生硕士生本科生姓 名性 别出生 年月专业技术 职务/学位从事专业 工作单位课题分工签 字马丽女王玥女谢博男袁帅男项目组情况（含主持人 ）4二、项目研究的科学依据及意义二、项目研究的科学依据及意义5主要包括： 1 科学意义和社会应用前景； 2 国内外研究概况、水平和发展

3、趋势；3 学术特色，立论 依据； 4 经济及社会效益分析。 1.科学意义和社会应用前景 在当今社会，电已成为人们生活中最常用的动力来源，随着人们生活水平的不断提高和技术的日益发展，人们对电的依赖越来越强。传统的发电以火力发电方式为主，火力发电主要利用煤、石油、天然气等固 体、液体、气体燃料等，他们都是不可再生能源，这些燃料燃烧的同时会产生大量有害物质 ，污染环境，破坏生态，使我们的生存环境日益恶化。其它发电方式比如核能发电，核能发电 利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电 ，而发电产生的核废料极其严重的危害我们的生存环境。以上的发电方式虽然能提供我们足够的电能，但产生的一系列的危害也不容我

4、们忽视。为了避免这些危害，我们必须使用可再生的清洁能源，而太阳能就是最理想的清洁能源。太阳能是一种清洁高效而且可持续的可再生能源。与高成本的化学染料污染和温室效应相比，太阳能不仅适用范围广，而且更经济。太阳能光伏系统在提供电力的同时，不会排放二氧化碳，绿色环保。 每年到达地球表面上的太阳辐射能 大约相当于 130 万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 本设计采用太阳能电池发电，作为家庭用电设备的供给源，实现照明，通风，冷藏等的基本家庭用电需要。本设计说明太阳能发电的实用性，希望能够推动太阳能在各个领域的发展应用。无论是 近年来还是将来，太阳能 的潜力是无限，拥有者巨大的发展前景。2

5、.国内外研究概况、水平和发展趋势在全世界范围内，大约 84%的太阳能电池用于并网发电系统，且主要用于城市的建筑和光系统的结合。中国目前至少有 100 万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。到 2005 年底，中国的光发电市场累计安装量达到 70MW， 其中约 43%为农村电力建设方面的应用， 而全国大约还有 300 万无电户，估计其中至少还有 150 万户需要在今后的十年内采用光或风光互 补发电系统来解决。由于居住条件的限制，他们中的大多数只能采用分散的供电方式，即采用家用 太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光系统的用户也将升级换代，提高用电水平。因此，中国 的光市场潜力仍然很大

6、。 在人口稠密的都市中，光发电系统也正起着越来越重要的作用。3.学术特色，立论依据家用太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件光伏系统电池控制器蓄电池和交直流逆变器构成其中的核心元件是光伏电池组件,能将太阳的光能直接转化为电能。按基本材料主要分为晶体硅太阳能电池非晶体硅太阳能电池化合物太阳能电池和有机半导体太阳能电池。 交直流逆变器除了用于将直流电转换为交流电外还具有自动稳压功能可改善光 伏发电系统的供电质量 蓄电池用于存储从光伏电池转换来的电力按照需要随时释放出来使用充放电控制器具有自动防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备。它是光伏发电系统的核心部件之一。4.经济及社会效益分

7、析目前家庭太阳能发电设备已经投入市场生产，但普遍价格昂贵，对操作技术要求较高，使用率较低，还不能被大多数家庭所接受。我们所研究的项目恰恰解决了这一问题，能够更有效的使太阳能发电设备普及到日常家庭生活中，本项目投入成本小，经济效益高，适合市场需求，同时增强人们节约资源，低碳环保的新理念。三、研究内容三、研究内容6主要包括：1 具体研究内容和重点解决的关键技术问题；2 技术创新点；3 预期达到的 各项技术指标 。 1.具体研究内容和重点解决的关键技术问题通过本项目的研究，将太阳能发电运用到生活中，掌握太阳能发电的基本技术理论及实际操作方法，并能将所学的知识应用于实际问题中，提高创新意识和创新能力。

8、具具体体研研究究内内容容如如下下：1)学习了解太阳能发电系统的基本理论要求和技术需要以及市场需求及发展前景；2)研究分析其它太阳能发电设备的案例；3)针对某些具体的实际问题进行基本的分析计算，选择合适的元器件，并组装成产品实物，并对实际问题进行预测及评估；4)整理相应资料完成太阳能发电设备在家庭中应用的设计论文；重重点点解解决决的的关关键键问问题题：1)如何把太阳能发电的设计思想、方法及内容融入到实际中去；2)如何降低成本选择最适合的元器件；3)如何提高产品稳定性以达到设计效果；2.本项目的技术创新点与市场现有产品比较，本产品具有以下创新之处：1)本项目采用平面镜反射原理，使阳光能长时间照射到

9、背光处和日照时间短的地方，最大限度的利用太阳能。2)本项目无需太阳能追光设备极大节省了材料及生产设备的成本，投入成本少，经济实用，特别适用于低收入家庭。3)本项目所设计的产品，可靠性高，且操作简单，便于广大农村用户使用。本项目主要通过太阳能发电原理将其应用到家庭小规模太阳能发电设备中。将理论与实际应用相结合，让太阳能发电更好的融入到我们的日常生活中。3.项目研究的预期成果1)掌握太阳能发电的基本理论，基本设计步骤，并进行理论验证。2)根据理论研究，市场需要，设计出完整、可行的产品设备。并对产品进行验证和稳定性分析。3)成功发表一系列的设计论文。7四、研究方案四、研究方案主要包括：1 方案的可行

10、性论证；2 研究方法和技术路线；3 总体安排进度；4 可能遇 到的问题和解决方法。 1.方案的可行性论证太阳能发电虽受昼夜、 阴晴、季节等因素的影响，但可以分散地进行 ，所以它适于各家各户分别进行 自主发电，并且要联接到国家供电网络上， 即使电力不足时也可以 从电力公司买入使用。虽然实现这一点的技术不难解决， 但关键在于要有相应的法律保障。 现在美国、日本、澳大利亚等发达国家都已出台了相应法律，保证利用太阳能发电的家庭的利益，鼓励家庭自主进行太阳能发电。2. 研究方法和技术路线通过课外学习太阳能发电的基本理论，结合课程特点融入太阳能发电的创新思维方法。进一步加深对此创新方法的熟悉和理解。 在学

11、习中注重创新思维的培养，加强 成员分析问题和利用所搜集到的资料解决实际问题的能力。安排负责人和成员 进行课外讨论，在 指导老师的领导和启迪下，引导 成员主动探索，积极思维，勤于思考。结合其它太阳能发电系统的设备研究成果，总结经验。在具体的设计过程中对已设计的家庭型太阳能发电设备进行可行性研究和可靠性分析，并进一步对设备优化、检验和修正，以使学生得到创新意识的培养。课题组全体 成员要互相切磋讨论加强对设计方法的深入研究。课题负责人与课题组全体 成员有较好的电力基础，良好的学习习惯，学习积极性很强，指导教师从事多年的教育教学工作，具备丰富的教学经验和科研能力，同时有很强的责任心。大家有信心有能力按

12、时完成设计项目。3. 总体安排进度2012 年 9 月：太阳能发电基本理论的学习与研究讨论；2012 年 10 月2012 年 11 月：查阅有关太阳能发电的资料，研究如何把太阳能发电融入到家庭生活中去；2012 年 12 月2013 年 3 月：对具体实际问题进行分析， 并参数计算 ，完成实物成品；2013 年 4 月2013 年 5 月：对实物成品进行改进，检验，修正；2013 年 6 月2013 年 7 月：整理资料，形成设计论文，修改并完善论文；4.可能遇到的问题和解决方法 1)如何把太阳能发电的设计思想、方法及内容融入到实际中去；2)如何降低成本选择最适合的元器件；3)如何提高产品稳

13、定性以达到设计效果；在图书馆和网上查阅 相关资料，成员之间经常讨论和 研究，集思广益， 想办法解决 各种问题。同时，通过多次 实验发现并解决问题， 尝试把想法 尽可能应用在实验中。充足挖掘试验素材让试验更贴近生 活 ， “从生活走向物理，从物理走向社会 。 ”8五、预期研究成果及预期应用前景五、预期研究成果及预期应用前景预期研究成果及成果提供形式 1.预期研究成果1)掌握太阳能发电的基本理论，基本设计步骤，并进行理论验证。2)根据理论研究，市场需要，设计出完整、可行的产品设备。并对产品进行验证和稳定性分析。3)成功发表一系列的设计论文。2.成果提供形式首先，学校各级领导部门高度重视实践教学，从

14、软件硬件建设上提供大力支持。其次，我校图书馆 现有馆藏文献资料 140 万余册，各类书籍应有尽有，能够有效的提供老师以及学生们的科研需求。再次，我们物理实验教学近 40 年的发展历史，积累了丰富的实验教学方法和经验，特别是大学物理开放式实验教学为全校首家，近年来，无论是从实验教学管理系统，还是大学物理实验的分层次教学；从教材建设到实验研究；实验教学模式由传统教学到开放模式的、分层次的、多媒体教学和仿真实验等多种模式并存。2000 年，我们在全国率先使用计算机仿真软件进行实验教学。具有我们自己特色的设计性实验也在实践中使用，并编入教材。这些成绩得到了学校的肯定和表彰。我们的硬件建设每年都有几十万

15、元的投入，为实验教学改革的实施打下了良好的基础。此外，我校校园网提供学生更大的网络交流平台，可以使我们能够及时的查询各类资源，更快速的了解所需资讯。课题负责人与课题组全体 人员有较好的电力基础，从事 了多年的教育教学工作，具备丰富的 教学经验和科研能力，同时有很强的责任心。大家有信心有能力按时完成设计项目。预期应用前景 本项目主要通过太阳能发电原理将其应用到家庭小规模太阳能发电设备中。将理论与实际应用相结合，让太阳能发电更好的融入到我们的日常生活当中。目前，虽然有少数家庭太阳能发电设备已经投入市场生产，但普遍价格昂贵，对操作技术要求较高，使用率较低，还不能被大多数家庭所接受。我们所研究的项目恰恰解决了这一问题，能够更有效的使太阳能发电设备普及到日常家庭生活中，本项目经济效益高，适合市场需求。太阳能发电绿色环保，没有二氧化碳的排放，不污染空气，不产生噪音，增强人们节约资源，低碳环保的新理念