家用独立式光伏发电系统pvsystem辅助设计-大学毕设论文.doc

新能源科学与工程专业素质拓展报告( 家用独立式光伏发电系统 PvSyst 辅助设计) 二级学院新能源科学与工程学院年级专业 12级新能源科学与工程( 1)班学号 1203221007 学生姓名蒋仁宽联系方式 ********** 指导教师查国君教师职称讲师实施时间 - 课程评分家用独立式光伏发电系统 PV System 辅助设计前言光伏发电系统是将太阳能转换成电能的发电系统,利用的是光生伏打效应。光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式,典型特征为需要用蓄电池来存储夜晚用电的光伏发电系统能量。独立太阳能光伏发电在民用范围内主要用于边远的乡村,如家庭系统、村级太阳能光伏电站;在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵,在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统,如风力发电/太阳能发电互补系统等。第一章家用光伏发电系统发电原理 家用光伏发电系统发电原理太阳光照在半导体 p-n 结上,形成新的空穴- 电子对,在 p-n 结电场的作用下,空穴由 n区流向 p区,电子由 p区流向 n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点. 太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。 光伏发电系统的设计需要考虑的因素: (1)光伏发电系统需要考虑安装的环境条件以及当地的日光辐射情况; (2)考虑系统需要承受的负载总功率的大小; (3)系统应设计的输出电压的大小以及考虑使用直流还是交流; (4)系统每天需要工作的小时数; (5)如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续工作的天数; (6)系统设计,还需要了解负载的情况,电器是纯电阻性、电容性还是电感性, 以及瞬间启动最大电流的流通量。 家用光伏发电系统组成家用光伏发电系统组成太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)和太阳跟踪控制系统组成。如输出电源为交流 220V 或 110V , 还需要配置逆变器。太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。第二章安装地点气象状况 地理位置吉安位于江西省中部,赣江中游。从地势上看,属罗霄山脉中段,扼湖南、江西两省咽喉通道,地势极为险要。境内有自北向南纵贯的京九铁路、105 国道和由东向西的 319 国道及“三南”公路,是连接北京、西南、华南、福建、港澳地区的天然纽带;上可溯赣江沟通闽粤,下可泛鄱阳湖与长江相联,顺抵长江下游发达省市,在江西省地理上占有特殊位置。地理上,它介于北纬 25°58′32″至27°57′50″,东经 113 °46′至 115 °56′之间,全市长约 218 公里,东西宽约 208 公里,总面积为 25271 平方公里。以山地、丘陵为主,山地占全市面积的 51% ,平原与岗地约占 23% ,山地与丘陵约占 23% ,水面约占 4% 。可概括为“七山半水两分田,半分道路和庄园”。 气候条件吉安是属于亚热带湿润性气候,具有四季分明、日照充足、雨量充沛、无霜期长、严冬较短的特征。地形以山地、丘陵为主,山地占全市面积的 51% ,平原与岗地约占 23% ,山地与丘陵约占 23% ,水面约占 4% 。属中亚热带丘陵山市季风湿润气候。全市多年平均气温为 - ℃,多年平均降水量为 1487 毫米。地表水平面接收到的太阳能总辐射量受大气质量、当地纬度、大气气象条件和海拔等因素影响。大气质量为太阳光线穿过地球大气的路径与太阳光线在天顶方向时穿过大气路径之比,用 AM 表示。对于一个理想的均匀的大气,可通过下式计算得到 zs AM ? cos 1?式中: zs?为太阳光线与天顶方向的夹角。纬度地球自转的同时围绕太阳公转,地球的自转轴与其公转的轨道面成 64°34′的倾角。根据余弦定理,即:任意平面上的辐照度同该平面法线与入射线之间夹角的余弦成正比,若不考虑其他因素的影响,纬度的绝对值越大