光伏发电系统最大发电量的研究

【摘要】：随着生态污染和可利用能源危机的加剧，全世界都在努力寻找一种不破换环境且具有可持续性的新能源。因此，光伏发电有了广阔的发展空间，光伏发电技术不仅是当今社会能源结构的一个补充，而且很有可能成为未来能源结构的主力军。光伏发电系统存在着投资成本较大、效率低等缺点，降低了其应用价值和性价比。因此，提高光伏发电系统的整体效率，从而使太阳能光伏发电系统获得最大的发电量这个课题就显得尤为重要。 本文所做的工作如下： 首先，介绍了本文的课题研究背景和国内外发展现状。然后对光伏发电系统和光伏电池进行了分析和介绍，同时也对光伏发电系统的应用进行了探讨。 其次，通过对组件倾斜面太阳能辐射的计算模型和电池电力输出的模型的建立，基于格尔木当地地理气象等数据集，提出了采用等小时计算太阳能辐射的方法来确定光伏组件最优角度的一种新思路。分析了离网系统和并网系统最佳倾角的变化规律，提出了寻找最佳倾角的方法等差寻优法，并得出格尔木地区安装离网系统的最优角度为60度，安装并网系统的最优角度为35度的结论。为各地区的光伏系统设计提供了设计参考。 再次，本文介绍和分析了平单轴自动跟踪系统、斜单轴自动跟踪系统以及双轴自动跟踪系统的运动原理和形式，通过PVsyst仿真软件对格尔木地区0.5MWp不同类型的跟踪系统进行仿真，得出双轴系统发电量最大而斜单轴系统性价比最高的结论，并证明各个系统的性能和应用价值。 最后，在前几章结论的基础上，结合曾经参与过的项目，对20MWp的光伏电站进行了实际设计。并对电站发电运营后的相关数据进行分析，证明了在采用35度倾角安装发电量最大的结论。 【关键词】：太阳能 光伏 最大发电量 最佳倾角
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景与意义12-13
• 1.2 光伏发电的发展和现状13-17
• 1.2.1 国外光伏发电的发展和现状13-15
• 1.2.2 我国光伏发电的发展和现状15-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-20
• 第2章 光伏发电系统概述20-32
• 2.1 光伏发电系统的构成20-21
• 2.2 光伏发电系统的分类21-23
• 2.2.1 独立光伏发电系统21
• 2.2.2 并网光伏发电系统21-22
• 2.2.3 混合光伏发电系统22-23
• 2.3 太阳能电池的特性研究23-26
• 2.3.1 太阳能电池的工作原理与分类23
• 2.3.2 太阳能电池的输出特性23-26
• 2.4 光伏发电系统的应用设计实例与分析26-31
• 2.4.1 光伏建筑一体化26-28
• 2.4.2 户用小型光伏电站28-30
• 2.4.3 大中型并网光伏发电系统30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 光伏组件安装倾角优化32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 地理位置分析32-33
• 3.3 气象数据的整理33-35
• 3.4 太阳能辐射量的计算模型35-37
• 3.5 太阳能电池电力输出计算模型37
• 3.6 最佳倾角计算和结果分析37-40
• 3.6.1 分析方法37-38
• 3.6.2 独立系统最佳倾角分析38-39
• 3.6.3 并网系统最佳倾角分析39-40
• 3.7 本章小结40-41
• 第4章 自动跟踪系统的研究41-54
• 4.1 平单轴跟踪系统42-43
• 4.2 斜单轴跟踪系统43-44
• 4.3 双轴跟踪系统44-45
• 4.4 自动跟踪系统模型45-46
• 4.5 仿真系统选择46
• 4.6 仿真结果分析46-51
• 4.6.1 仿真结果46-51
• 4.6.2 对比分析51
• 4.7 经济型分析51-52
• 4.8 本章小结52-54
• 第5章 20MWp 光伏电站设计实例54-70
• 5.1 概述54
• 5.2 选址条件54-55
• 5.2.1 工程地质条件54
• 5.2.2 气象条件54-55
• 5.3 主要设备选型及参数55-58
• 5.3.1 太阳能电池组件的选择及参数55-56
• 5.3.2 逆变器的选择及参数56-57
• 5.3.3 汇流箱的选择及参数57-58
• 5.4 系统的设计要点分析58-64
• 5.4.1 组件串并联设计方案58-59
• 5.4.2 方阵设计方案59-60
• 5.4.3 组件前后排间距设计方案60-61
• 5.4.4 支架设计方案61-62
• 5.4.5 电气接线设计方案62-63
• 5.4.6 监控设计方案63-64
• 5.4.7 防雷接地设计方案64
• 5.5 设备清单64-66
• 5.6 电站运营情况分析66-68
• 5.6.1 电站发电量分析66-67
• 5.6.2 输出功率分析67-68
• 5.6.3 电站节能减排分析68
• 5.7 本章小结68-70
• 第6章 总结和展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-75

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