毕业论文（设计）新能源控制系统综述报告--太阳能光伏技.docx

新能源控制系统综述报告 ———太阳能光伏技术 摘要 太阳能是理想的可再生能源，太阳能热利用技术目前还处于发展时期。本文对太阳能光伏技术控制系统的系统结构框图、系统结构特点、应用范围、经济性特点以及未来的发展趋势进行了简要描述。 风能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源，都来自太阳能的转化，就连煤、石油等化石燃料也是远古贮存下来的太阳能，这是广义的太阳能。我们通常所说的太阳能利用，是指太阳辐射能的直接转化和利用。尽管太阳辐射能投射到地球表面的只有47%，每年到达地球表面的太阳能相当于1300万亿吨标准煤，是全球能耗的上万倍。如果能有效地利用太阳提供的能量，那么人类未来就不会为能源的枯竭问题担忧了。太阳能光伏发电系统的核心部件是太阳能电池，又称光伏电池。其发电原理是“光生伏打效应”，即当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光生电子一空穴对，在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端分别出现正、负电荷的积累，即产生光生电压。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有光生电流流过，获得功率输出。这样，太阳的光能就变成可以被利用的电能。【1】 太阳能光伏技术控制系统结构框图太阳能控制系统的优点有：太阳能储量丰富、分布广泛，系统维持长久、维护方便、运行成本低、清洁无污染。缺点有：能量的分散性、不稳定性和间歇性。太阳能发电有两种方式：一种是利用半导体光伏效应而制成的太阳能电池来发电的方式；另一种是太阳能热发电。目前，太阳能热发电在技术和经济上可行的三种形式是：①30—80MW聚焦抛物面槽式太阳能热发电技术；②30—200MW点聚焦中央接收式太阳能热发电技术；③7.5—25kW点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术。太阳能相对于其它能源来说有很多优点：储量的无限性，相对于其它常规能源和可再生能源的有限性，太阳能具有储量的无限性。②存在的普遍性，相对于其它能源来说太阳能在地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。③利用的清净性和经济性，太阳能的开发和利用几乎不产生任何污染，同事由于其储量无限、利用技术代价不高，具有良好的经济性。国内产业形成之初，具有明显的“两头在外”的特点，即硅原料和光伏市场大部分都在国外。随着多晶硅项目的不断投产，国产原料不足的局面已基本改变。2008年中国多晶硅的产能为10760吨，产量为4300吨。2009年，这两个数字分别上升至47960吨和16180吨。由于多晶硅提纯环节技术含量较高，所以许多年来一直处于高垄断、高利润的状态，而且也是各环节成本变动幅度最大的。2007年，国外七大多晶硅生产商占据了全球80%的市场份额。2008年中，多晶硅价格一度由2001年的25美元每公斤上涨到接近500美元，随即受金融危机影响不断下跌，截至2009年9月，已下跌至65美元左右。尽管如此，技术进步和硅原料价格的下跌还是使得多晶硅生产环节有一定的利润空间。从整个产业链来看，各部分成本都有很大的下降，最主要的下降来自于硅材料，其成本在系统中成本中比重已降至11.4%。但是值得注意的是，光伏系统平衡组件的成本成为光伏系统中最大的一部分，占55.4%左右。2008年国内25MW单晶硅电池生产线国产设备为主、辅以部分进口设备的主流配置，设备投资仅需人民币3000万左右，只有国外同等规模生产线设备投资的1/3，节约比例70%。 ‘The control strategy handles the source power effectively by considering the limited lifecycle of storage devices. It also eliminates the need for a dump load in the system by matching the source power with load demand when the storage devices are charged to their maximum capacity.’【2】控制策略考虑了存储设备的有限生命周期，有效地处理源功率。它也消除了在充满电的过程中需要在系统中的转储负载匹配的源功率与负载需求时的存储设备。另外，采用适当的浮充电压，在正常使用（防止过放、过充、过流）时，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达12~16年，如果浮充电压偏差5%则使用寿命缩短1/2.由此可见，充电方式对这类电池的使用寿命有着重大影响。由于在光伏发电中，蓄电池无需经常维护，因此采用正确的充电方式并采用合理的保护方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。 随着全球人口的增长、经济的发展，人类对能源的需求越来越大，从而导致了石油、煤矿等不可再生能源的迅速减少，我们正面临着能源枯竭与环境恶化的双重压力。开发利用可再生能源是增加能源持续