太阳能光伏发电电源变换系统设计.docx

太阳能光伏发电转换系统设计 摘要： 本设计实验设计的光伏发电系统的目的是通过DC-DC变换和DC-AC变换，将光伏电池产生的不稳定直流电转化为稳定输出的直流电和交流电，以便外接电池和负载。可连接形成完整的发电系统。本稳压电源由三个模块组成：DC-DC转换、充电保护、 DC -AC转换。开关电源将面板稳压后的直流电压送到蓄电池，再通过逆变器转换成交流电，实现太阳能发电的家庭或小规模应用。 关键词：电池；升级；降压;模数转换；逆变器；开关电源 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第 1 章 引言 1 1.1 全球能源背景介绍1 1.2 研究光伏发电功率转换系统的意义1 1.3 研究论文的主要内容 3 第二章光伏电池发电原理与特点3 2.1 光伏电池的发展 3 2.2 光伏发电原理 4 2.3 光伏发电特点6 第 3 章 系统设计 1 0 3.1 整体系统设计 1 0 3.2 DC-DC转换电源模块设计 1 0 3.3 充电保护模块设计 1 0 3.4 DC-AC 转换输出模块设计 1 6 第 4 章 总结与展望1 7 参考文献1 8 摘要1 9 到20 介绍 1.1 全球能源背景介绍 5000年，对能源的需求远远少于过去300年。 18世纪，英国发起的工业革命极大地推动了世界的发展，进入了一个新时代。为此，世界各国迫切需要更多的能源来推动社会文明的进步。然而，自然一次性的能源储备是有限的，遇到能源短缺只是时间问题。从世界的角度来看，已知的石油只能在20-40年内消耗掉，而LPG只能在50- 60年内消耗掉。即使是现在最常见的煤炭，也只能维持最多 200 年左右。另一方面，一次能源的收集、转移和消耗会对大气和自然环境造成严重的破坏性后果。据调查，目前每年消耗大量化石能源平均产生约1亿吨温室气体，严重破坏了大气，造成了严重的温室效应。近2000年来，世界二氧化氮的产生速度一直在加快。控制将融化冰川，提高水位，淹没大片土地，并威胁四分之一的人类居住地。即使是近代才开发出来的核能发电原料放射性元素铀的储量也极为有限，而核能发电的最大问题是安全性的不确定性和无法处理来自核电的废物。环境的放射性污染。全球能源问题也很难解决。长期稳定供应问题。 因此，人类正在尽最大努力解决常规能源不足的问题，寻找可持续的替代能源。太阳能已成为一种稳定、可持续、安全、清洁、无污染的理想替代新能源。经过光伏电池的不断进步，技术也越来越成熟，转换效率也提高了很多。目前单晶硅电池效率最高可达20%，量产型也能达到14%，多晶硅效率也能达到12%。于是在2000年，多晶硅光伏电池的成品也开始了在实验室的生涯，进入了市场。效率的提高进一步推动了太阳能的利用步伐。 从中国自身来看，经过几年的发展，中国光伏产业发展迅速，光伏电池技术日趋完善。与老牌国家相比，正在迎头赶上，有超越的潜力。在产业化方面，2000年以后，我国光伏产业不断进步，产业规模不断扩大，但与发达国家相比仍有较大差距。 2003年，中国太阳能电池产量约为20兆瓦。然而，中国太阳能电池成品封装可能达到50兆瓦，是太阳能电池制造能力的数倍。因此，虽然中国有能力制造20兆瓦的太阳能电池，但截至2002年，仅生产了世界太阳能电池板的百分之一，即4兆瓦。 2002年至2003年，中国实施了“光明工程”。在计划装机的20兆瓦太阳能总装机容量中，国产太阳能电池仅占10%，国产厂商错失良机。近期，我国光伏电池行业销售区域仍以偏远地区为主。似乎有一定的发展，但前景并不乐观。 2000年以前，太阳能发电市场为：通讯行业40%-50%，农村及边远地区约40%，其他约10%。然而， 2007 年75% 的销售额来自农村地区。目前国内硅片理论产能为4.5兆瓦。在无电县，太阳能发电设备全部建成，发电量达到100千瓦。可见，我国太阳能电池产业发展迅猛，但市场应用的发展却没有跟上时代的步伐。 事实上，中国的太阳能资源分布广泛，可用总量也非常巨大。据资料显示，太阳能发电能力达到每年500万千焦/平方米，日照时间至少2200小时的地区可占中国总面积的一半以上。我国太阳能资源亟待开发。 1.2发展太阳能光伏发电转换系统的意义 光伏发电是以光伏电池为工具，利用光伏效应将太阳能转化为电能的装置。光伏电池是利用光伏原理，由相应的半导体材料制成的发电设备。 与其他能源相比，太阳能是一种非常清洁、可再生、简单、高效的新能源。当代，世界各国政府和能源部门都认为太阳能是未来新能源利用的方向。据调查，到2010年，全球光伏电池总产量将达到14-15GW，可见光伏产业未来前景广阔。总的来说，太阳能光伏发电有朝一日将完全取代传统的不可再生能源。从这个方向看，大概到2030年代，世界总发电量的5%-20%将是太阳能发电的输出。