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1、. . 家庭式太阳能供电系统的研究与设计 装订线. . . 41 目 录摘要IAbstractII引言11太阳能光伏发电的现状11.1 太阳能供电的背景与意义11.2 中国太阳能发电现状21.3 家庭式太阳能供电系统的现状32 太阳能发电系统32.1 太阳能发电方式简介32.2 太阳能光电转化的基本原理42.3 太阳能蓄电池52. 4 逆变器的基本工作原理52 .5 家庭式太阳能供电系统的基本组成63主要构件的选择及应用83. 1 太阳能电池板的选择83. 2 蓄电池的选择83. 3 防反冲二极管的选择93. 4 太阳能控制器的应用93. 5 逆变器的应用104 家庭式太阳能供电系统的设计12
2、4.1 家庭式太阳能供电系统整体设计步骤124.2 家庭式太阳能供电系统光伏组件的确定13 4.2.1 光伏方阵最佳倾角计算13 4.2.2 平均峰值日照时数的计算14 4.2.3 负荷的计算15 4.2.4 计算方阵最佳方阵应输出电流15 4.2.5 计算太阳能电池板工作电压16 4.2.6 计算太阳能电池板的功率174.3 蓄电池组的容量确定174. 4 逆变器和控制器的确定185 计算机软件的应用及设计举例185. 1 RETScreen数据库的应用185. 2家庭式太阳能供电系统设计举例205. 3 应用PVSYST进行系统设计256 结论37参考文献39致谢40ContentsAbs
3、tractIIIntroduction11 Status of solar photovoltaic power generation11.1 Background and significance of solar-powered11.2 Status of Chinese solar power21.3 Status of Household Solar power generation system32 Solar power generation system32.1 Introduction of solar power generation32.2 The basic princi
4、ples of solar photovoltaic conversion42.3 Solar Battery52. 4 The basic principle of the inverter52 .5 The basic composition of household solar power system63 Selection and Application of major components83. 1 Select solar panels83. 2 Battery Selection83. 3 Anti-kickback diode selection93. 4 The use
5、of solar controllers93. 5 Inverter Applications104 The design of home solar power system124.1 The steps of design Household Solar power generation system124.2 PV modules13 4.2.1 Optimum tilt angle of PV modules 13 4.2.2 The Hours of the average peak sunshine14 4.2.3 Load calculation15 4.2.4 The best
6、 current of PV modules 15 4.2.5 The Voltage of PV modules16 4.2.6 Calculating the average power of solar panels174.3. Determine the capacity of the battery pack174. 4 Inverter and controller select185 Software application and Design Examples185. 1 RETScreen database185. 2 Design of Household Solar p
7、ower generation system205. 3 Using Pvsyst to design system256 Conclusion37References39Acknowledgement40家庭式太阳能供电系统的研究与设计 摘要：太阳能是最普遍的自然资源，亦是取之不尽的可再生清洁能源，它与化石能源相比，有很大优势。工业革命后人类生产生活方式发生巨大改变，对能源的需求越来越大。随着自然环境的恶化及化石能源开采难度不断增大，能源的可持续供应受到人类的重视，如何利用太阳用进入了人类的视野。本论文全面分析了当今世界太阳能发电的现状和国内状况，强调家庭式太阳能供电系统在我国及全世界发展的
8、必要性。论文循序渐进的对太阳能供电系统的原理、主要构件的选择与应用、家庭式太阳能供电系统设计进行了全面阐述，并结合实际地域进行了系统设计举例。另外本论文应用了计算机软件RETScreen、NASA数据库、PVSYST对太阳能供电系统设计进行指导和模拟。关键词：太阳能；光伏发电系统；系统设计；太阳辐射；软件应用Study and Design of Household Solar Power Generation System Abstract since the industrial revolution, the rapid development of the industry have
9、brought great convenience to human life, but at the same time the need of energy is getting more. It will let us face with a serious energy crisis. In fact, the use of oil and coal caused global climate get worse. So the new energy exploration and research has become a topic of common concern of all
10、 countries in the world. In many kinds of new energy, solar energy is the most primitive and inexhaustible. It is a kind of renewable energy, but also the primary energy. Solar energy is coming to the earth mainly as light and heat. Solar energy does not pollute the environment, does not need to tra
11、nsport, carry by light. So in a number of new energy, it is the cleanest. Among many ways of using solar energy, the solar photovoltaic power generation is the mainly way. In this thesis, household solar power generation system as the research center, every link of the Whole system is introduced wit
12、h the analysis and choice. In addition,we also use the RETScreen、NASAs database、PVSYST to guidance and simulation for the design of Household Solar power generation system.keywords: solar power; photovoltaic power generation system; system design; solar radiation; application of the software引言 在地球环境
13、污染和能源形势的变化日趋严峻的背景下，太阳能作为绿色能源越来越受到世界各国的重视。不论是从经济、社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从为世界上 2 0亿无电人口和一些特殊用途解决现实的能源供应出发，发展太阳能光伏发电均具有重大的现实意义，利用太阳能是人类未来的希望。家庭式太阳能发电系统是解决无电、缺电人口用电问题，改善能源结构的有效途径，具有强烈的紧迫性及战略意义。1 太阳能光伏发电的现状1.1 太阳能供电的背景与意义 工业革命后人类生产生活方式发生巨大改变，如何获得能源成为人类所关心的问题,能源短缺直接制约着经济和社会的发展，能源的持续供应成为关注的焦点，各
14、国相继开启可再生能源的开发的研究。地球环境污染和能源形势变的日趋严峻，人类迫切需要一种新型的清洁能源替代煤炭、石油、天然气组成的传统化石能源。太阳能这种绿色能源受到了世界各国的关注，利用太阳能发电也成为人类的研究重点。太阳能如下强势的优点：(1）人类在地球生存的历史与太阳的寿命相比，太阳对人类来说是无限存在的，这种资源取之不尽用之不竭 (2）太阳发射出来的能量对于人类来说十分巨大，太阳光线四十分钟内给予地球的能量，若被人类全部利用，可供应世界一年的能源消耗。（3）太阳能量的传递依靠太阳光，阳光对生物环境都没有危害，不存在浪费污染，只存在没有利用。（4）有阳光的地方就可以利用太阳能，是一种最公平
15、的自然资源。作为一种完全清洁的能源，在未来太阳能取代传统的化石能源，对人类发展的可持续性具有重大的意义。随着科研投入不断加大，相关技术的发展与成熟，现如今光伏发电技术可以应用在任何光照的条件下，为用户提供电能。当前研发不断取得突破性的进展，制造工艺逐渐成熟，系统组件的制造成本不断降低，在不远的将来，太阳能发电将由现在的补充能源上升到最普及的替代能源。 据国际能源署预测，到2020年，全球的总发电量中太阳能发电将占据2%的份额。许多发达国家都在积极发展可再生能源利用的研究， 据统计仅光伏电池年产量平均增速已超过40%，迅速“发酵”的国际光伏市场也带动了我国相关产业的快速发展。中国已经成为世界上最大的太阳能电池制造国，未来太阳能光伏发电将会在世界能源消耗占据重要地位，不但会替代常规的化石能源，而且会在世界能源供应中的占据主体地位。估预测到2030年，可再生能源的利用在总能源中比例将达到30%，太阳能光伏发电量占到世界总电力供
