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太阳能光伏电池的设计研究

  • 简介:摘 要当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重,这些问题迫使人们改变能源结构,寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视,太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐,其开发利用技术亦得以迅速发展,而光伏发电...
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[目录]
1 前言
2 太阳能电池基本理论
3 DC∕DC变换和MPPT
4 系统硬件设计
5 系统软件设计及实验测试
6 设计总结与展望

[摘要]
当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重,这些问题迫使人们改变能源结构,寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视,太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐,其开发利用技术亦得以迅速发展,而光伏发电成为其中重要的研究领域。
    光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术,该技术在我国80年代中后期就已初具规模,自90年代以来进入快速发展时期,太阳能光伏发电技术能量转换的关键器件是太阳能电池。因为太阳能电池价格昂贵,所以采用最大功率点跟踪方法,有效提高太阳能电池的利用率,充分利用其性能在很多场合具有重大的现实意义。
    本文主要对国内外太阳能技术的发展概况、太阳能光伏电池的原理及相关特性、升降压变换工作原理、太阳能最大功率跟踪、蓄电池充电、软件控制和硬件实现等方面做了具体的研究。最后进行总结并提出一些仍有待改进的问题。

[正文]
1 前言
太阳能最为一种可永续利用的洁净能源,有着巨大的开发应用潜力。人们赖以生存的自然资源几乎全部转换自太阳能,人类利用太阳能的历史更是可以追溯到人类的起源时代。太阳能是人类得以生存和发展的最基础的能源形式,从现代科技的发展来看,太阳能开发利用技术的进步有可能决定着人类未来的生活方式。
太阳表面温度高达6000℃,内部不断进行核聚变反应,并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。太阳能发电就是把太阳照射的能量转化为电能的方法。直接将太阳能变成电能的半导体器件称太阳能电池。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。据估算,地球上每年接收的太阳能,相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的3000倍,因此,大力开发利用太阳能是21世纪的高新技术。太阳能发电是最理想的新能源。
光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术,该技术在我国80年代中后期就已初具规模,自90年代以来进入快速发展时期,光伏电源系统已开始以商品形式直接进入千家万户,光伏发电市场初步形成。太阳能光伏发电技术能量转换的关键器件是太阳能电池。
1.1 世界各国积极推动太阳能利用的发展
能源和环境问题是近几十年来世界关注的焦点,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将光伏发电作为发展的重点。在各国政府的大力支持下,光伏产业发展迅速,最近10年太阳能电池及其组件生产的年平均增长率到达33%,最近5年的平均增长率达到43%,2006年世界太阳能电池产量达到2500MWp,累计发货量达到8500MWp。
国际新能源发电目标是光伏发电在2020年占总发电量的1.6%,2040年占8.1%,2050年以后占10.9%。欧洲是世界可再生能源发展的领跑者和主力军,可再生能源市场和产业的年均增长速度都在2%以上。
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[参考文献]
[1]  王兆安,曹俊.电力电子技术.机械工业出版社,2006
[2]  孙佩石,何庆领.具有最大功率跟踪功能的光伏户用逆变电源.合肥工业大学学报(自然科学版) ,2001
[3]  陈国呈.新型电力电子变换技术.北京.中国电力出版社,2004
[4]  林安中,王斯成.国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景.太阳能学报,1999(特刊)
[5]  欧阳名三,余世杰,沈玉.电子技术.2002
[6]  赵争鸣,刘建政.太阳能光伏发电及其应用.科学出版社,2005
[7]  李序保,赵永健.电力电子器件及其应用.机械工业出社,1996
[8]  李群芳,黄建.单片微型计算机于接口技术.电子工业出版社.2001
[9]  谭浩强.C语言程序设计第三版.清华大学出版社.2005
[10]  鄢婉娟.一种实现太阳阵峰值功率跟踪的智能控制方法,中国空间科学技术.1997
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[原文截取]
摘 要
当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重,这些问题迫使人们改变能源结构,寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视,太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐,其开发利用技术亦得以迅速发展,而光伏发电成为其中重要的研究领域。
光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术,该技术在我国80年代中后期就已初具规模,自90年代以来进入快速发展时期,太阳能光伏发电技术能量转换的关键器件是太阳能电池。因为太阳能电池价格昂贵,所以采用最大功率点跟踪方法,有效提高太阳能电池的利用率,充分利用其性能在很多场合具有重大的现实意义。
本文主要对国内外太阳能技术的发展概况、太阳能光伏电池的原理及相关特性、升降压变换工作原理、太阳能最大功率跟踪、蓄电池充电、软件控制和硬件实现等方面做了具体的研究。最后进行总结并提出一些仍有待改进的问题。
关键词:太阳能电池; 最大功率跟踪; 直流—直流变换器; PWM 波;
ABSTARCT
Shortage of energy sources and Pollution of environment in the world are becoming.....
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