太阳能光伏发电建筑一体化系统设计与研究

【摘要】：能源、材料、信息和生物技术是现代文明的四大支柱,人类生存及发展的物质基础与人类从事各种经济活动的原动力是能源。随着煤炭、石油和天然气等化石燃料资源面临不可再生的消耗及生态环境保护的需要,新能源的开发促进世界能源结构的转变,新能源技术的日臻成熟将带来产业领域的革命性变化。太阳能作为一种新能源主要利用形式为光热转换、光电转换与光化转换技术。从可持续发展的角度来看,以太阳能光伏发电建筑一体化系统研究将会是光伏发电发展一个非常具有潜力的方向。 本论文首先介绍了系统设计的原则、步骤与内容;然后对建筑物所在地区的地理、气候和太阳能辐射量条件作了介绍;随后对太阳能光伏发电建筑一体化系统作了设计:系统发电形式和组成、阵列设计、支架设计等;最后对该系统所需要的主要设备进行了选择:太阳能光电板、逆变器、控制器等。 利用设计完成的太阳能光伏发电建筑一体化系统进行了性能测试,并对其应用效果做了分析,结果表明如下: (1)太阳能电池板表面温度与环境温度最大温差37.9℃,最小温差12.8℃,平均温差20.55℃; (2)每天最大发电量100kw.h,最小发电量22 kw.h,平均发电量56.53 kw.h; (3)光伏阵列效率最大值为17%,最小为4%,平均为11%; (4)逆变器转换效率最大值为95.49%,最小值为79.91,平均值为88.49%。 【关键词】：太阳能辐射强度 光伏发电 一体化 并网系统 节能建筑
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-8
• 1 引言8-18
• 1.1 研究背景8-11
• 1.2 太阳能利用技术途径11
• 1.3 国内外光伏发电的发展现状11-14
• 1.3.1 国外光伏发电的发展现状11-13
• 1.3.2 国内光伏发电的发展现状13-14
• 1.4 太阳能光伏系统建筑一体化（BIPV）利用方式14-16
• 1.4.1 建材型太阳能电池组件14-15
• 1.4.2 太阳能光伏系统建筑一体化优势15-16
• 1.4.3 太阳能光伏系统建筑一体化的要求特点16
• 1.5 课题研究内容、目的和意义16-18
• 1.5.1 课题研究内容16-17
• 1.5.2 目的和意义17-18
• 2 太阳能光伏系统建筑一体化设计方案18-32
• 2.1 系统的设计原则、步骤和内容18-19
• 2.1.1 系统的设计原则18
• 2.1.2 系统的设计步骤和内容18-19
• 2.2 建筑物概况19-21
• 2.2.1 地理、气候条件19
• 2.2.2 郑州太阳能辐射量19-21
• 2.3 系统设计21-25
• 2.3.1 系统发电形式及组成21
• 2.3.2 系统阵列设计21-22
• 2.3.3 支架设计22-24
• 2.3.4 电气设计24
• 2.3.5 防雷保护24-25
• 2.4 设备选择25-30
• 2.4.1 太阳电池组件25-26
• 2.4.2 逆变器选择26-27
• 2.4.3 控制器的选择27-29
• 2.4.4 J-BOX（接线盒）29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 性能测试32-48
• 3.1 试验工况32-33
• 3.2 试验目的33
• 3.3 试验仪器与设备33-34
• 3.4 测试方法34
• 3.5 数据分析34-47
• 3.5.1 太阳能辐射强度34-37
• 3.5.2 温度37-39
• 3.5.3 发电量39-42
• 3.5.4 效率计算42-47
• 3.6 本章小结47-48
• 4 结论与建议48-49
• 4.1 结论48
• 4.2 建议48-49
• 参考文献49-51
• Abstract51

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