毕业论文设计--太阳能光伏发电结项论文--屋顶太阳能光伏发电系统设计与实践.doc

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1、电气信息工程学院卓越工程师创新实践项目结项论文题目：屋顶太阳能光伏发电系统设计与实践负责人：孔玲玲学院：电气信息工程学院联系电话：13759555994电子信箱：kongling0104@163.com参与人员：段斌、自国付、李发胤提交日期：2016年5月13目录1.1太阳能光伏电池的特性与应用31.1.1光伏发电原理31.2太阳能电池的转换效率31.3太阳能电池的发展与分类41.3.1硅太阳能电池41.3.2化合物半导体太阳能电池41.3.3有机半导体和薄膜太阳能电池太阳能电池42.1系统分类52.1.1独立型光伏发电系统52.1.2并网型光伏发电系统

2、52.1.3混合型光伏发电系统63.1系统组成63.2阳能光伏发电系统的应用73.3光伏发电尚存在的问题74.1光伏发电并网的必要性84.2光伏并网条件与并网电路原理94.3光伏逆变器94.3.1基于PWM技术的逆变器原理104.3.2光伏并网系统逆变器控制方式125.1光伏太阳能电池板及其负载的安转1313屋顶太阳能光伏发电系统设计摘要：能源紧缺、环境恶化是日趋严重的全球性问题，人类为追求可持续发展，正积极开放可再生能源技术。太阳能光伏发电系统作为国家重点推广的节能技术，正在迅速发展。虽然我国在太阳能电池上取得了不少成绩，但事实上我国对于光伏发电方面，

3、还处于比较空白的阶段。太阳能光伏发电作为一种新能源，对环境保护，解决能源短缺等问题具有很好的发展前景。本文主要阐述了太阳能光伏发电系统的组成结构，系统安装，包括光伏组件支架安装，光伏组件安装，电气系统工程安装，数据检测及采集系统安装，系统调试、运行。关键词：能源短缺环境恶化新能源1.1太阳能光伏电池的特性与应用1.1.1光伏发电原理如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴

4、向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。图１　光伏发电原理示意图131.2太阳能电池的转换效率太阳能电池转换效率太阳能电池的能量转化效率是从太阳能电池的端子输出的电力能力与输入的太阳辐射光能之比．转换效率η可定义为：太阳能电池的转换效率低下是制约太阳能光伏产业的一个瓶颈．目前商用太阳

5、能电池转换效率小于２０％；实验室硅系太阳能电池转换效率接近２５％；非硅系太阳能电池据报道可达到４０％，估计太阳能电池的理论效率，必须把从入射光能到输出电能之间所有可能发生的损耗都计算在内。其中有些是与材料及工艺有关的损耗，而另一些则是由基本物理原理所决定的。目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。虽然大规模应用现在还有经

6、济上的限制，但是一些个人便携式太阳能锂电池充电设备已经应用的非常广泛了。1.3太阳能电池的发展与分类太阳能电池多为半导体材料制造，发展至今，己经种类繁多，形式多样。下面按照材料进行分类并且加以介绍。1.3.1硅太阳能电池指以硅为基体材料的太阳能电池，有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。其中，单晶硅太阳电池效率高、寿命长、性能优良，但成本高，而且限于单晶的尺寸，单片太阳电池面积难以做得很大。多晶硅电池成本比单晶硅低，单片电池也可以做得比较大，效率比单晶硅电池低。非晶硅太阳电池对太阳光的吸收系数大，因而非晶硅太阳电池可以做得很薄，通常是

7、单晶硅或多晶硅电池的五百分之一，所以制作非晶硅太阳电池资源消耗少。非晶硅太阳电池存在的问题是光电转换率偏低，目前效率一般在6%左右。1.3.2化合物半导体太阳能电池化合物类太阳能电池即化合物半导体太阳能电池，是发电元件(电池单元)的半导体材料不使用硅、而是使用多种物质的太阳能电池。由于化合物半导体是在玻璃或金属等基板上利用基于蒸镀等的薄膜工艺来形成，因此有助于降低成本。目前世界上已实现实用化的主要的化合物类太阳能电池方面，具有代表性的有以铜（Cu）、铟（In）、硒（Se）为原料的CIS太阳能电池，在上述原料的基础上增13加了镓（Ga）的CIGS太阳能电池

8、，以及使用碲化镉（CdTe）的碲化钙（CaTe）太阳能电池等。 1.3.3有机半