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毕业设计课程定做 QQ1714879127太阳能发电论文太阳能发电 论文离网式太阳能发电应用初探摘要：太阳能作为一种取之不尽用之不竭的新型环保新能源，在我国也得到了大力的推广和广泛使用。为了响应国家“十一五”规划纲要，建设节约环保型社会，我们对太阳能的利用做了初步研究。本文着重对离网式太阳能发电系统的应用进行初步分析。 关键词：离网式太阳能应用展望 太阳能发电主要有两种方式：一是并网式太阳能发电。并网发电系统是将光伏阵列等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。二是离网式太阳能发电。太阳能发电控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。 1 离网式太阳能发电系统 离网式太阳能发电系统主要由太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。结构形式如下图： 1.1 太阳能电池单元 太阳能电池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；其质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。其作用是将太阳能转化为电能，送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能电池组件的功率主要由当地的太阳平均辐射强度、太阳能电池的材料、太阳能电池的数量和太阳能电池的安装方式决定。在使用中我们应该根据当地的具体情况确定太阳平均辐射强度和太阳平均辐射时间。 近年来太阳能电池组件的研究成绩喜人，人们已经成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合，如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等，实现了光伏建筑照明一体化。晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是太阳能电池最主要的光伏材料，其市场占有率在90以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。 1.2 电能储存单元（蓄电池） 电能储存单元是太阳能发电系统中的另一个关键部分，是太阳能发电系统中价值很高的一个部分，也是制约太阳能发电系统大规模应用的瓶颈。 对于离网式太阳能发电系统，太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。但蓄电池技术多年来一直未能获得革命性突破，尽管看起来市场上的蓄电池种类丰富，但真正适合用于大容量存储电能的蓄电池并不多且都有较明显的缺陷。锂电池不稳定容量很难做大，大容量电容技术尚不成熟对安装工艺要求过高宜损坏，镍镉电池“记忆效应”明显。实际上我们在太阳能发电中常用的仍然是铅酸电池，尽管市场上有各种各样标称使用寿命能达到10年以上的长寿命铅酸免维护电池但实际使用中条件有限，各种铅酸电池伴随着使用年限的延长电池容量会急剧下降，一般使用寿命在三年左右基本不超过五年。 大型电池组往往有充、放电不均衡的问题，小规模利用（例如路灯等）还面临防盗等问题。这些问题都导致整个系统的成本增加、维护繁杂。而且大量使用这些电池还有一个棘手的问题就是环境污染问题，这就违背了我们的初衷。 1.3 太阳能控制器 控制器的主要功能是控制太阳能发电系统的充、放电过程，并且在故障时采取措施保护整个系统（如电池开路或接反时切断开关）。目前有的太阳能系统采用跟踪太阳移动的“向日葵”式跟踪发电系统，将固定电池组件的效率提高了50%左右。太阳能控制器技术相对成熟，可靠性较高。 1.4 逆变器 逆变器的主要功能是将蓄电池组输出的直流电转变为日常生活中常用的交流电，通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。逆变器技术相对成熟，可靠性较高。 1.5 用户即照明负载 用户用电负载虽然多种多样，但伴随着技术的逐渐进步各种节能型的负载不断涌现（LED光源、无极灯等），这些低能耗的负载将大大降低用电量，使整个离网式太阳能系统的容量大大下降。 经过对各系统的分析，不难看出在整个离网式太阳能发电系统中，太阳能电池组件价格在逐渐降低，控制器、逆变器技术相对成熟，价格基本稳定，并且太阳能电池组件、控制器、逆变器都能一次投资长时间连续、稳定的工作。只有电能储存单元（蓄电池），不但投资大而且寿命较短，对整个系统的使用形成了阻碍。 2 离网式太阳能发电系统经济效益简析 像一个最简单、常见的庭院灯系统为例做个简单的效益分析： 庭院灯光源常规规格是：220V60W每个灯有5个光源，那么整个灯的功率是300W，整个灯的价格在1500元左右，加上施工费等其建设成本为2000元左右。按每天亮灯6小时计算，全年用电657度，电费按0.52元/度，全年电费341.64元。连续运行15年期间加上更换光源、维护等总投入需要7500元左右。 如果换装为太阳能路灯，改为五个灯头向下，中间杆用来支撑太阳能电池板，每个灯的光源可选择12V5W的LED光源，那么总功率为5525W，电流为25122.1A，按每天亮6小时最大连续阴雨天为3天计算，蓄电池容量为2.16450.4AH，考虑电池寿命特点，这里至少应选择65AH铅酸蓄电池。按每天有效充电时间为上午9：30至下午3：30为6小时，太阳能电池发电电流应该为50.468.4A，太阳能电池板功率为128.4100.8W，再考虑损耗等则至少需要120W的太阳能电池。那么整个系统应为：12V5WLED光源5个，每个150元需要750元；蓄电池为65AH长寿命免维护铅酸蓄电池至少需要600元；太阳能电池为120W大致需要3000元，再加上灯杆、电线、控制器、施工等整套灯具应在6050元左右。连续运行15年则还要更换两次蓄电池1200元、施工费400元，共计1600元，所以15年总运营成本为7650元。 对比以上两个表格不难看出：在现阶段一切按理想条件下最简单的太阳能路灯也仍然不具备经济效益的优势，更何况越是庞大的太阳能工程充、放电越容易出现不均衡现象，蓄电池越宜损坏，投入越高，经济效益越低。 3 利用离网式太阳能发电系统的紧迫性及前景展望 随着我国经济的飞速发展，对能源的需求增大，但传统能源的不可再生性又制约经济的发展，同时，生态环境、经济能源的矛盾也越来越突现，而太阳能是一个行之有效、取之不尽的清洁能源，是我们发展低碳经济不可获缺的重要手段，利用太阳能发电是大势所趋，势在必行。 太阳能发电技术日臻完善，离网式太阳能发电系统在军事、偏远地区用电等方面拥有很广阔的应用前景。在民用领域虽然目前的储电设备使用期短，且价格偏高，造成经济效益不明显，技术尚须进一步完善，但社会效益巨大，填补空白性强，实用价值高，也拥有广泛、美好