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屋屋顶顶光光伏伏发发电电系系统统设设计计

摘要介绍太阳能光伏并网系统及屋顶太阳能利用目前的状况、主要技术点、

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设计原则、技术参数，以山东大学千佛山校区电气实验楼为例，设计了一个屋顶

太阳能光伏发电系统。

【关键词】太阳能；光伏；并网发电；逆变器；山东大学；电气楼

太阳能是一种清洁、可再生能源，太阳能光伏发电实现了直接将太阳能转化为电

能。我国人口众多，人均能源资源量较低，发展可再生能源是我国的必然选择，

其中太阳能发电是最有前景的技术之一，从环境保护和能源战略上都具有重大意

义。

在人们对能源需求急剧增加，而化石能源日益匮乏的背景下，开发和利用太阳能

等可再生能源越来越受到重视。世界各国政府纷纷把充分开发利用太阳能作为可

持续发展的能源战略决策，其中光伏发电最受瞩目。太阳能光伏发电是新能源的

重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，各发达国家均

投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓市场应用。新世

纪伊始，众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划，推动光伏技术和产业的发展。

各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税收政策和补贴

政策以及逐渐成熟的绿色电力价格，为光伏市场的发展提供了良好的基础。近几

年光伏发电快速发展，光伏市场开始由边远农村和殊应用向并网发电和与建筑

结合供电的发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。根据国际权威机构的

预测，到世纪年代，即年，全球直接利用太阳能的比例将会发展到

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占世界能源构成的～％，成为人类的基础能源之一。

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利用太阳能的必然性：

能源是人类经济社会发展的前提条件。自工业革命以来，在以石油、煤炭为代表

的常规能源的大力推动下，人类社会得到空前发展。然而，常规能源的逐渐枯竭

和自然环境的不断恶化已成为当今人类社会不可回避的现实难题。单纯依靠“节

能减排”来缓解能源紧张的局面不能解决根本性的问题，必须要大力调整能源结

构，用新能源、核能来逐步取代传统的一次能源。

表．是中国一次能源消费结构简表：

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从表—中可以看出，煤炭占能源消费总量的比重至少在％以上，更是

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高达．％，煤炭占比重过大。年何祚庥院士在《物理学和调整能源结

构》一文中指出，我国己不能再用石油、天然气取代煤，而是必须转向新能源、

转向核能、转向不排放碳或低排放碳的可再生能源。鉴于能源需求日趋紧张的形

势，一个逻辑的必然结论：我国必须从现在起转向大力开发可再生能源。胡锦涛

在2005年国际可再生能源大会的致辞中指出：加强可再生能源开发利用，是应

对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类实现可持续发展的必由之

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路。很难精确估计到年，我国亿人口的未来能源需求。一个国家

处于工业化前期和中期时，能源消费通常经历一段快速增长期，能源消费上升速

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度和国民经济增长速度之比，或又称为能源消费弹性系数～般大于；到了工业

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化后期或后工业化时期，能源消费弹性系数才有可能小于。然而很难估计这～

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转折何时到来但如果我国未来人均需求吨标准煤注：这是美国现有消费的

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水平，这将是亿吨；如果我国未来电力装机是人均．千瓦注：这也是

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