《家庭式太阳能发电系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《家庭式太阳能发电系统的设计（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-编号：12321101本科毕业论文家庭式太阳能发电系统的设计院 系：电子科学与工程系姓 名：学 号：专 业：年 级：指导教师：职 称：完成日期：. z.-摘要20世纪70年代后，太阳能光伏发电在世界围受到高度重视并取得了长足进展。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成局部，并被认为是二十一世纪最具开展潜力的一种发电方式。研究便于普及型的家庭式太阳能发电系统对于缓解能源危机、减少环境污染以及减小温室效应具有重要的意义。首先通过计算得出地区太阳能光伏方阵的最正确倾角及相应斜面上的历年逐月的日均太阳能辐射量，然后再利用计算出的相关太阳能数据进一步计算选出了该家庭式太阳能发电系统的各主要设备
2、的参数和规格，同时对设备参数进展了优化选择，选出了最正确的光伏方阵和蓄电池容量，最后对系统整体造价、每日发电量、节约能源进展计算，说明家庭式太阳能发电系统的巨大的社会效益。关键词：光伏发电；家庭式太阳能；太阳辐射；最正确倾角AbstractAfterthe 1970s,solar photovoltaicpower generationin the worldhas been attached toandmade considerable progress.Solar photovoltaic technologyastheutilization of solar energyis an im
3、portantpart ofand is considereda power generationofthetwenty-first centurythe most development potential.Research on photovoltaic solar power generation systemstoalleviate the energy crisis and reduce environmental pollution,andreduce the greenhouse effectis of great significance.In this paper,calcu
4、latedZhumadian areasolarphotovoltaic array,the optimum tilt angleandthecorrespondingslope on thecalendar yearmonthlyaverage dailysolarradiation, the useofsolardatafurther calculationtoelectamain device parametersofthesolar power systemand specifications ofthe equipmentparameterswere optimizedcheck,a
5、nd then selectthebestof thePV array andbattery capacity, and final note of the enormous social benefits of home solar power system.Keywords:Photovoltaic;Homesolar;Solar radiation;The optimum tilt angle目录1 绪论11.1 选题的背景意义和价值11.2 太阳能光伏发电利用的现状21.2.1 国外太阳能光伏发电利用状况21.2.2 国太阳能光伏发电利用状况31.2.3 家庭式太阳能发电系统的现状41
6、.2.4 本设计研究的容42 家庭式太阳能发电系统的原理和组成62.1 家庭式太阳能发电系统的原理62.2 家庭式太阳能发电系统的组成62.2.1 太阳能电池方阵72.2.2 防反充二极管92.2.3 蓄电池组92.2.4 控制器102.2.5 逆变器103 家庭式太阳能发电系统的设计123.1 家庭式太阳能发电系统整体设计步骤123.2 光伏方阵最正确倾角计算133.3 家庭日用电负荷计算153.4 电池组件确实定163.5蓄电池容量确实定163.6 逆变器和控制器确实定173.7 太阳能组件安装设计173.8 家庭式太阳能发电系统的效益分析193.8.1 系统的投资预算193.8.2 系统
7、的经济效益203.8.3 系统的社会效益214 总结与展望22参考文献24致25附录26. z.-1 绪论1.1选题的背景意义和价值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给体，太40min赐予地球的能量如果能够都为人类所利用的话，
8、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开展最快，最具活力的研究领域之，也是其中最受瞩目的工程之一。太阳能光伏发电具有水电、火电、核电所不能比较的清洁性、平安性、普及性等优点。随着科学进步，
9、光伏发电技术已可用于任何需要电力且有光照的场合。据国际能源署预测，到2020年，全球光伏发电量将占总发电量的2。最近5年，德国、西班牙、日本等许多国家都在鼓励开展包括太阳能光伏在的可再生能源，光伏电池产量年平均增长率超过40，迅速发酵的国际市场也拉动了我国光伏产业的开展。据统计，目前我国已经成为全球第一大光伏电池生产国，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但将替代局部常规能源，而且将成为世界能源供给的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源构造中将占到30以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供给中的占比也将到达10以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50以上，太阳能
10、光伏发电将占总电力的20以上；到2l世纪末，可再生能源在能源构造中将占到80以上，太阳能发电将占到60以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的开展前景及其在能源领域重要的战略地位1。中国已成为继美国之后的世界第二大电力消费大国，但电力对中国经济开展的制约作用已开场显现，国数以百万计的企业亟待进展节电改造。随着人们生活水平不断提高，社会经济活动和交流日益频繁与扩大，生活用电量不断增加，如何充分利用电力、节约电能、保障电力品质，已经成为我国亟待解决的问题，利用太阳能光伏发电必定是最好的选择。随着太阳能光伏发电在人们生活中被逐步认识和大量应用，广泛使用绿色能源对减少二氧化碳和其它有毒气体的排放，防治
11、大气污染，保护生态环境具有重要意义。因此，研究开发太阳能发电的绿色能源具有强烈的紧迫性。1.2太阳能光伏发电利用的现状国外太阳能光伏发电利用状况在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力开展太阳能利用，其中日本、欧洲国家(德国)和美国等经济兴旺、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电本钱较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开场，欧美、日本等国家纷纷实行方案，在太阳能发电的价格、税收、开展基金等方面给予较大优惠，同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能利用的研究。欧美、日本等国家还制定了长期的能源开展战略，对太阳能的开展进展了
12、长期规划。1997年6月美国提出百万太阳能屋顶方案，方案到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶方案，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了方案在6年安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在300-500MW，每个屋顶约3-5KW。日本政府的方案目标是，到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统2。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2005年，全球太阳能电池
13、年产量到达了1650MW，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量到达762MW，增长率为27%；欧洲产量增加48%，到达了464 MW；美国增加12%，到达了156MW；世界其他地区增加96%，到达了274MW。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望到达10400MW，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收入有望在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年增长3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的本钱都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。到2010年年末，欧洲累计安装29617.145 MW，占世
14、界光伏发电装机总容量的74.5%。以国家而论，世界最大的光伏发电国家是德国，2010年末装机容量高达17320 MW，占世界份额的43.5%；西班牙和日本装机容量分别为3892 MW和3617.2 MW，占世界的份额为9.8%和9.1%；意大利、美国分居世界第四和第五位，占世界的份额为8.8%和6.3%。从世界围来讲，光伏发电已经完成了初期开发和示阶段，现在正在向大批量生产和规模应用开展，从最早作为小功率电源开展到现在作为公共电力的并网发电，其应用围也已普及几乎所有的用电领域。国太阳能光伏发电利用状况我国1958年开场研究太阳电池，于1971年成功地首次应用于我国发射的红二号卫星上，1973年开场将太阳电池用于地面一*港的航标灯。1979年开场用半导体工业的次品硅生产单晶硅太阳电池，使太阳电池本钱明显下降，翻开了地面应用的市场。当时太阳电池面积小，采用真空蒸镀银铝的方法制作太阳电他的电极。80年代中期，引进国外太阳电池生产线或关键设备，使我国太阳电池生产能力达4.5MW。2005年后，我国光伏产业有了突飞猛进的开展，尚德、天威英利、硅业、赛维LDK、*新能源、天合、*京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平
