太阳能电池电源毕业论文

太阳能电池电源毕业论文太阳能电池电源毕业论文题 目：太阳能电池交直流供电电源设计专 业：电气工程及其自动化太阳能电池电源毕业论文太阳能电池交直流供电电源设计摘 要化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种洁净无污染的可再生能源并可持续利用，因此有着广阔的应用前景，光伏发电技术越来越受到人们的重视。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过度。本文重点对太阳能充放电控制器和逆变器进行了研究，阐述了充放电控制器和逆变器的工作原理和控制策略对太阳能充放电控制器和逆变器进行了设计。对太阳能充放电控制器和逆变器的工作原理进行了分析，给出了电路的参数选择并使用软件对充放电控制器和逆变器进行了仿真分析。关键词：太阳能光伏发电；充电器；逆变器太阳能电池电源毕业论文AbstractWith the increasing depletion of fossil fuels, people pay great attention to the extent of the protection of the environment , looking for clean alternative energy sources has being becoming a more and more pressing issue. Non-polluting solar energy as a clean renewable energy can be sustainable used,so it has a broad application prospect, photovoltaic technology is received increasing attention. With the price of PV modules and photovoltaic technologies continue to reduce, the development of solar photovoltaic system will be added gradually from the current excessive energy to alternative energy sources. This paper focuses on the solar charge-discharge controller and inverter, conducted a study on the charge-discharge controller and inverter operation principle and control strategy for solar charging and discharging of the controller . Analyze the Charge and discharge of the solar controller and inverter operation principle, give the choice of circuit parameters and use the software to charge and discharge controller and inverter simulation analysis carried out.Key words: Solar photovoltaic；Chargers ；Inverter太阳能电池电源毕业论文目 录摘 要 .IAbstract .II第一章 引 言 .11.1 课题背景 .11.1.1 全球能源危机与环境问题 .11.1.2 我国的能源危机 .21.2 国内外太阳能发电产业发展现状及趋势 .41.2.1 国内外光伏发电现状 .41.2.2 我国的太阳能利用状况 .51.3 本课题的研究内容及意义 .81.4 本章小结 .9第二章 太阳能光伏发电的工作原理 .102.1 太阳能光伏电池原理 .102.2 太阳能光伏电池分类 .112.3 太阳能光伏发电特性及影响因素 .132.4 最大功率点跟踪控制的概念 .182.5 本章小结 .19第三章 家用太阳能光伏发电系统的设计 .203.1 太阳能光伏发电系统组成 .203.2 对家用太阳能光伏发电系统设计的基本要求 .203.3 铅酸蓄电池及其工作原理 .21太阳能电池电源毕业论文3.4 逆变电路的工作原理及其分类 .253.4.1 逆变电路的工作原理 .253.4.2 逆变电路的分类 .283.5 PWM 控制技术 .283.6 SPWM 控制技术 .333.7 本章小结 .35第四章 太阳能充放电控制器的设计 .374.1 现有的充电方法及本设计使用的充电方法 .374.2 太阳能充放电控制器原理 .414.3 充放电电路的工作原理 .454.3.1 铅酸蓄电池充电原理 .454.3.2 蓄电池过放电保护 .504.4 本章小结 .52第五章 逆变电路的硬件设计 .535.1 单相逆变主电路的设计 .535.1.1 功率器件的选择 .535.1.2 逆变主电路的设计 .565.2 逆变器触发控制电路的设计 .575.2.1 SPWM 形成电路的设计 .575.2.2 正弦波及三角波发生电路的设计 .615.2.3 驱动电路设计 .685.2.4 EXB841 驱动芯片结构 .71附录 A 逆变器仿真图 .75太阳能电池电源毕业论文附录 B 模拟脉冲发生器波形图 .75附录 C 逆变器输出电流波形图 .76附录 D 逆变器输出电压波形图 .76附录 E IGBT 两端电压波形图 .77参考文献 .78致谢 .79太阳能电池电源毕业论文第一章 引 言1.1 课题背景1.1.1 全球能源危机与环境问题能源是人类赖以生存和发展的主要物质基础，是世界经济的血液，也是影响国家安全的重要因素。随着社会经济的发展和人类生活水平的提高，世界范围内对能源的需求日益增张，目前世界能源的利用仍以煤炭、石油、天然气和水与核能等一次能源为主，然而这些有限的能源储量正在日趋枯竭。在人类社会进入 21 世纪后的今天，物质文明已经达到了空前繁荣，要使人类社会不断地可持续发展，能源问题是最重要的制约因素之一。此外，大量使用化石燃料已经给人类生存环境带来了严重的后果。目前由于大量使用矿物能源，全世界每天产生约 1 亿吨温室效应气体，已经造成极为严重的大气污染。面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，人类文明的高度发展与地球生存环境的快速恶化已经形成一对十分突出的矛盾，因此，在有限资源和环保严格要求的双重制约下，人类要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。我国经济正处在一个飞速发展的时期，能源需求量在未来几十年仍将快速增加。在今后 15 年左右和更长的一段时间里，能源的发展状况对我国全面实现建设太阳能的特点与开发利用，在跨入 21 世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下，发展经济己成为全球热点问题，而能源问题将更为突出，不仅表现在常规能源的匾乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能太阳能电池电源毕业论文源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在 21 世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为 21 世纪后期的主导能源。传统的化石能源的开发使用会带来一系列的问题1、能源短缺由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到 2020年，天然气也只能延续到 2040 年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，如不尽早找到化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。2、环境污染当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量局部地区形成酸雨，严重污染水土。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决3、温室效应化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全球气候变化。这一问题己提到全球的议事日程，其影响甚至己超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国 CO2等温室气体的排放量。 【 1】 【 2】1.1.2 我国的能源危机在 21 世纪的今天，世界能源结构中人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石燃料，并且这些化石能源对推动人类社会的发展起到了极大的推动作用。然而，人们在物质生活和精神生活不断提高的同时，也感受到了大规模开采使用化石能源所带来的严重后果能源危机随时会爆发、环境污染越来越严重、甚至导致了不少国家之太阳能电池电源毕业论文间、地区之间因为争夺能源的战争冲突。我国经济正在快速持续的发展，但资源的形式不容乐观，到 2020 年，最乐观估计，中国的能源需求总量仍将达到 25 亿吨标准煤，这个数字比 2000 年高出了 90%，而最为悲观的估计则要高出 152%。中国的能源储量与未来几十年的发展需求之间存在一个巨大的缺口。在 21 世纪初期能源缺口超过 1 亿吨标准煤，2020 年将超过 2.5 亿吨标准煤。而在石油需求上，我国今后新增的石油需求量几乎要全部依靠进口，到 2020 年前后，进口量有可能超过 3 亿吨，一跃成为世界第一大油品进口国，因此，我国能源供应前景存在着巨大的隐患。我国资源形势严峻，资源安全作为国家安全的基点和全面建设小康社会的物质支撑，必须给予高度的重视。中国地质科学研究院提出的矿产资源与中国经济发展（2002 年）（社会版）报告，对我国资源状况作出了“未来20-30 年内中国现有资源的供应将不可持续”的判断。报告指出，除煤炭以外，我国主要矿产资源都已经告急。中国油气资源的现有储量将不足 10 年消费。到 2020 年，中国石油的进口量将超过 5 亿吨，天然气进口量将超过 1000 亿立方米，两者的对外依存度分别将达到 70%和 50%。传统能源石油、煤、天然气等是现代社会发展的物质基础，但随着社会的进步，环境污染和生态破坏亦不能忽视。水污染、大气污染、土地荒漠化等无疑是人类的共同的大敌。从能源结构看，我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭的消费约占总能耗的 67%，远远偏离当前世界能源消费以油气燃料为主的基本趋势和特征。我国以煤炭为主的能源结构对环境造成极大的污染。煤炭开采造成地面下沉、塌陷；煤炭的燃烧效率和洁净度要远远低于石油和天然气，产生大量的二氧化碳和二氧化硫，这些都是我国环境污染严重，生态恶化逐年加剧的重要原因。小康社会的宏伟目标将起到决定性的作用。而目前，我国的能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的重大压力。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤太阳能电池电源毕业论文炭占商品能源消费的 76%，已成为我国大气污染的主要来源。因此可以说，我国大气污染的主要原因是由于能源结构不合理和能源利用技术水平低造成的。开发利用可再生能源和太阳能技术，改变能源结构是我国能源战线上十分艰巨而紧迫的任务。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有储量的无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，它的开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。太阳能开发利用必将在 21 世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担当重任，成为 21 世纪后期的主导能。1.2 国内外太阳能发电产业发展现状及趋势1.2.1 国内外光伏发电现状光伏发电技术代表了当今世界光伏发电的趋势，是光伏步入大规模发电阶段成为电力工业一个组成部分的重大步骤。美国于 1973 年首先制定了光伏发电发展计划，明确了近、中、远期的发展战略目标。日本于 1974 年开始执行“阳光计划”，投资 5 亿美元，迅速发展成为世界太阳电池的生产大国。80 年以来，其他发达国家，如德国、英国、法国、意大利、西班牙、瑞士、芬兰等，也纷纷制定光伏发展计划，并投入了大量资金进行技术开发