超大面积曲线屋面非晶硅太阳能光伏发电系统施工论文

超大面积曲线屋面非晶硅太阳能光伏发电系统

与建筑的一体化施工工法

威海建设集团股份有限公司李启东孙显辰柏宝平李文茂陈彪

1、前言

根据国家《可再生能源中长期发展规划》，到2010年，我国太阳能

光伏发电装机总容量将达到400兆瓦，2020年达到2200兆瓦。目前主流

光伏产品多是晶体硅太阳能电池，其原材料是高纯度硅，在我国十分短

缺。

为了提高太阳能光伏发电总峰值功率，需要超大面积场地，考虑到

土地资源的紧缺，威海市民文化中心Array工程将整个光伏发电系统安装在屋

面，屋面水平投影面积达6030㎡，且

屋面为椭球状钢桁架结构，上表面呈

南北对称双曲线形，如图1-1建筑效

果图所示。

图1-1建筑效果图而采用的非晶硅电池是一种新型

薄膜太阳能电池，本工程所用太阳能电池板是在工厂由钢化玻璃两层间

夹非晶硅电池并抽为真空封装而成，电池的板块能更好地配合建筑屋面

分格，既可替代屋面材料、耐久性好，也可以实现曲屋面变坡要求，同

时完成并网发电，光电系统与建筑屋面融为一体。非晶硅电池以其独特

的美观性能、稳定可靠的发电性能、经济低廉的成本和设计选型的多样

性，能够比较完美的实现光伏建筑一体化（BIPV）。

本工程光伏发电总峰值功率为273.24KW，面积仅次于上海世博中心，

是目前世界最大规模的非晶硅BIPV光伏屋面系统之一。本工法研究应用

了超大面积曲线屋面非晶硅太阳能光伏发电系统的深化设计、整体构造、

金属结构装配、电池组件安装固定、电气和防雷系统安装技术以及光电

系统调试，突出了各专业间工序穿插与光伏建筑一体化施工技术。

2、工法特点

2.1本工法采用非晶硅光伏发电系统与屋面结构相结合的建筑一体化，既避免了硅资源短缺的矛盾，又充分利用了屋顶空间作为光伏发电

系统的载体，同时光伏玻璃又作为屋面永久围护结构，二者融合在一起，使建筑物更加绿色环保、美观洁净，使光伏发电不占用土地、无噪声、零排放不需要能量储存设备、在用电地点发电避免或减少了输配电损失等。

2.2本工法重点研究应用了超大面积下屋面结构消解伸缩变形技术、复杂曲线屋面下支座及纵横支撑龙骨变坡过渡技术、光电玻璃屋面的雨水收集排放技术、光电系统与建筑物防雷装置的一体化施工技术、BIPV 太阳能电池组件安装及电气线缆设备安装施工技术、光电系统调试及维护技术等，形成了超大面积曲线屋面非晶硅太阳能光伏发电系统与建筑的一体化施工的成套技术。

2.3本工法光伏发电系统除可以保证自身建筑物内用电外，还可以向电网供电，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益。

2.4本工法采用单片机闭环控制监测逆向功率和电流，对光伏系统的运行进行最优化控制，保证光伏系统并网稳定、可靠、不逆向送电而造成电网污染。

2.5本工法整个光伏屋面系统构造施工，还兼顾屋面吊顶内保温节能、室内大空间美观适用、室外使用维护简易，在各种情况下均可正常工作。

3、适用范围

适用于所有采用太阳能光伏发电屋面系统的工程，屋面既可以是简单的平屋面也可以是有复杂造型的不规则屋面, 屋面面积及柱网尺寸可大可小。

4、工艺原理

系统由一定数量的非晶硅BIPV太阳能电池组件、集线箱、逆变器、配电设备等构成。太阳能电池

组件串组成若干个方阵。

本工程系统由2700块非

晶硅BIPV太阳能电池组件、

集线箱、逆变器、配电设备等

构成，屋顶平面如图4-1所示。

太阳能电池组件2串30并组图4-1 屋顶平面

成45个方阵，选用德国KACO 公司的Powador 4501xi 单相逆变器45台。

系统将已安装在屋面的太阳能电池组件串联连接好,分别引出总的正、负极，每2串30并组通过

线槽引入一个集线箱，再将集线

箱的线缆引至逆变器，逆变器将

直流电转变成交流电，将逆变器

转换的电能通过并网柜与外电

网并联运行，完成并网发电。

本系统配备了通讯及监控

系统，由质量可靠的PC 机、数

据采集器、传输电缆及其它相关

附件组成，并通过先进的监控与

显示系统实时监控。系统还具有

先进的人机互动功能，采用LCD

液晶显示屏，可监测和显示系统直流工作电压和电流、交流输出电压和电流、功率、功率因数、频率、故障信息以及环境参数，统计和显示日发电量、总发电量等信息。

整个光伏屋面系统构造主要由四部分组成，如图4-2所示，即承重纵横向钢结构桁架及檩条、屋顶拼为一体的光伏玻璃组件（BIPV ）方阵及纵横向支撑龙骨、电气线缆线槽集线箱等、桁架下弦的展厅天棚保温及吊顶四部分，光电系统与建筑屋面有机组合、融为一体。总体施工工艺也按此顺序展开。该构造同时满足大面积、大空间、平曲面光伏屋顶、电气管线安装、节能美观等多项要求，实现光伏建筑一体化施工。

5、施工工艺及操作要点

5.1工艺流程图

主要施工工艺流程：承重结构墙柱施工—屋面承重结构分格及光伏组件方阵深化设计--钢结构桁架安装--测量放线—钢托架安装--支撑龙骨安装--光伏组件安装--电缆线槽安装--交流直流线缆敷设--逆变并网设备安装--监控系统安装—防雷系统安装--光伏系统并网调试--光伏系统清洁保护—天棚内其它管线安装--保温及吊顶--竣工验收--并网发图4-2 光伏屋面系统构造

电。

5.2光伏玻璃屋面安装施工工艺

5.2.1屋面承重结构分格及光伏组件方阵深化设计

根据承重结构墙柱纵横向轴线尺寸，首先经若干等分后确定BIPV光伏组件的理论规格尺寸，从而确定相应的支撑龙骨纵横向间距，由此确定支撑龙骨用的钢托架与可调支座纵横向间距，最后确定钢方管檩条和纵横钢桁架间距，同时根据BIPV光伏组件总数量，平均每几串若干块并组，组成若干个方阵。

本工程柱网尺寸为：8.4m×8.4m、纵横钢桁架间距4.2m×4.2m、由钢方管檩条搭成4.2m×2.1m的网格状承重结构、可调支座纵横间距2.1m ×1.05 m（即网格状承重结构四等分）、主、次龙骨形成 2.1m×1.05 m 支撑体系、光伏玻璃组件理论规格尺寸即为: 2.1m ×1.05m，实际尺寸因四周有20mm宽耐候胶嵌缝，长、宽度相应缩小20mm。共设有2700块非晶硅电池组件，平分为45个方阵，每个方阵2串30并组计60块。

5.2.2 钢结构桁架安装

承重结构墙柱施工时，墙柱顶预埋钢

板用于焊接钢桁架，钢管桁架安装采用高

空散装法，并根据屋面标高及造型现场组

装焊接，形成纵横向钢桁架方格，然后安

装钢方管檩条，形成网格状承重结构，经

卸载后保留下方满堂操作脚手架。

5.2.3 钢托架与可调支座安装

先根据图纸及深化设计测量放线，确

定光伏发电系统的支撑龙骨安装和固定位置。如图5.2.3-1所示，在钢

管桁架上弦杆焊接钢托架，在钢托架上及钢檩条上焊接U形钢底座，在钢底座上采用螺栓连接安装倒U形8mm厚镀锌钢件，由于该钢件上开有连接用的四个条形孔，故钢件顶面标高、角度可以微调，形成支撑龙骨用的可调支座。如图 5.2.3-2、5.2.3-3所示。

图5.2.3-2 钢托架

图5.2.3-1 桁架上弦A节点支座构造

5.2.4 支撑龙骨安装

1 主龙骨与支座连接及主、次龙骨连

接：支撑光伏组件的主、次龙骨均采用专

用铝合金型材，截面形式如图5.2.4-1、

5.2.4-2所示，主龙骨一端采用螺栓连接

固定在支座上，另一端采用两块连接钢板

与相邻段连结成通长（图 5.2.3-1、

5.2.3-2、5.2.3-3）；次龙骨位于两主

龙骨之间，通过铝合金槽形、角形件与

主龙骨螺栓连接（图 5.2.3-2、

5.2.3-3）所示。主、次龙骨形成支撑

体系。

2 龙骨伸缩缝的留设：由于屋面面

积大、昼夜温差也大，主龙骨伸缩缝每

段接头间留有不小于15mm 间隙, 且采

用的连接钢板上均开有椭圆形螺栓孔，

可调节因温度变化引起的伸缩，如图

5.2.3-3、5.2.4-1所示。各段次龙骨与主

龙骨之间用螺栓连接，这样支撑体系形成

单独的铰支结构体系,本身具备吸收和消

化变形的能力。

3 平面、曲面部分的龙骨变坡度做法：

平面、曲面过渡及支撑龙骨变坡度综合采用四项措施：①支撑主龙骨的可调支座标高、角度可以调整；②每段主龙骨接头留间隙且采用的连接钢板椭圆形螺栓孔使此处可变坡度；③次龙骨每段长度小连续折线渐近弧线；④主、次龙骨上的螺栓支垫帽上下可调整支撑光伏组件。形成的曲面弧度顺畅，满足设计要求。

5.2.5 不锈钢板虹吸雨水屋面安装

光伏发电屋面排水采用虹吸雨水系统，在屋面的最低处局部设有不锈钢屋面，便于开孔安装虹吸雨水口，其它光电玻璃屋面的雨水将汇集

到此处排放。不锈钢屋面处支撑龙骨的做法相同，不锈钢板与光伏玻璃图5.2.3-3 托架、龙骨、BIPV 组件连接

图5.2.4-1 主龙骨伸缩缝及不锈钢屋面构造 硅酮耐候密封胶

图5.2.4-2 光伏组件安装B 节点大样

接缝构造如图5.2.4-1所示。

本工程不锈钢板虹吸雨水屋面约106㎡，设在双曲线屋面的两个最低处，如图4-1所示屋顶平面。

5.2.6 光伏组件安装

光伏组件是专业生产厂家加工，组件四周的铝合金框架应整洁无腐蚀斑点，与光伏玻璃组装严密，电池上表面颜

色应均匀一致，无机械损伤，组件运输到工地

进行安装。主、次龙骨型材顶部有可调螺栓支

垫帽、通长U 形卡槽，如图5.2.3-3、5.2.4-2

所示，组件安装时应调节龙骨上的螺栓支垫标

高, 组件应垫稳无晃动且使安装的组件与周围已安完组件接缝顺直、相邻板块高低差符合要求。卡槽内有螺帽，通过M5×60螺钉与其顶部的可调连接件组成锚拉件，可调连接件伸入光伏组件边框凹槽内并压住两侧组件，通过紧固螺栓将组件固定在龙骨上。组件间拼缝塞入泡沫塑料胶条并用耐候胶嵌缝。如图5.2.6-1所示。

5.3 电气线缆设备安装施工工艺

5.3.1 线槽及集线箱安装

水平线槽安装在纵横支撑龙骨下、钢桁架

及檩条之上，线槽安装应平直，各种附件齐全，

出线口的位置准确；线槽的所有非导电部分的

铁件均应相互跨接，并整体接地。集线箱安装

在钢桁架腹杆间，如图4-2、5.3.1-1所示。

5.3.2 电缆敷设连接

系统中太阳能组件至逆变器和控制保护单元间直流输入连接的电缆采用镀锡铜绞线。

1 太阳能电池组件的线缆连接，串联接

线，组件有两根电缆引出，有正负之分，必须

确认接线极性，将线缆引到线槽及集线箱内。

如图5.3.2-1所示。

2 集线箱到逆变器的接线，集线箱内并联

接线，并把组件串的编号标记在电缆上，按标记和图纸进行接线。

图5.2.6-1光伏组件安装过程图

图5.3.1-1 线槽敷设

图5.3.2-1 线缆连接

3 交流输出侧供电电缆采用铜芯聚氯乙烯绝缘线缆，将逆变器的输出电缆连接到并网配电柜，做好标记。

5.3.3 配电柜的安装与线路连接

本工程用的配电室设在地下室，光伏发电系

统配电室设在四楼西侧，首先安装配电柜基础槽

钢，将配电室内接地干线与槽钢可靠连接。

逆变器符合安全规定及CE 认证，直流集线

器、逆变控制柜、并网联络柜等电气控制箱体和

柜体，应符合国家的相关认证。如图5.3.3-1所示。箱内接线包括分回路的电线与配电柜元件连接，弱电消防等控制回路导线的压接。

根据导线的功能、线径及连接器件的种类采用不同的连接方式，主要分为与母线连接、与断路器出线孔连接两种情况。与母排连接的电线通过接线端子连接；与断路器连接的电线插入断路器的出线孔后，通过压紧螺丝固定，多股线搪锡后才能连接。

5.4光伏发电系统与建筑物防雷装置的一体化施工

5.4.1 太阳能电池板防雷施工

太阳能电池板本身是绝缘体，其感应电荷主要集中于四周铝合金框架上。因此，如图5.4.1-1所示，铝框架安装

时应预留伸出屋面的引下线，以便与屋面上后

安装的避雷网可靠焊接，使太阳能电池板四周

铝合金框架与支架导通连接，支架均采用等电

位连接接地。

5.4.2 对沿直流输入线和交流输出线侵

入的感应雷的防护安装施工

1 针对沿直流输入线侵入的感应雷的保护：一是在太阳能电池方阵的汇线盒内进行一级防雷保护，安装防雷过电压浪涌保护器；二是逆变器有过电压保护功能。

2 对于沿交流输出线侵入的感应雷的保护，安装防雷过电压浪涌保护器，同时并接的外部电网系统也有防雷系统进行保护。

3 对所有引入机房的线槽金属外壳进行可靠接地处理，以削减雷电波侵入的幅值。

图5.4.1-1 避雷网焊接点

图5.3.3-1 配电室

5.5 监控系统安装

根据监控系统安装图纸、逆变器、数据采集器的接线端子标示以及温湿度传感器、光照强度传感器等按安装位置接线，线路要和强电缆分离布放。

电站运行的监控系统由数据处理软件、计算机、显示器组成。利用电话线或因特网以及GPRS就可以建远程监控系统。监控电站的运行就是收集逆变器的数据。电站数据采集器通过RS232/RS485数据总线、电力载波等可以将逆变器存储的数据收集起来，再通过数据线传输给电脑。使用专门的软件可以对数据进行处理。数据采集器可接温度传感器、光照传感器，将这部分数据进行采集处理。以上设备都符合欧盟的相关规则和要求，也符合89/336/EWG中所规定的EMC准则和73/23/EWG中所规定的LV准则。

5.6 系统调试

5.6.1运行调试前准备：先应对逆变器、配电柜、配电箱试运行，符合设计要求后，方可进行调试工作；检查太阳能光伏组件的二极管连接、逆变器、配电柜的接线是否正确。

5.6.2监控系统检测：检测逆变器到计算机间的RS485通信线是否通信正常；检查光伏系统监测软件是否已经安装，是否可在计算机上正常启动使用。

5.6.3系统性能的检测与调整：启动系统设备，观察逆变器、配电柜是否正常工作；检查监控软件是否正常显示光伏系统发电量、电压、频率、CO2排放量等系统参数。

5.7电站的运行、巡视和检查

电站运行前，检查送电线路有无可能导致供电系统短路或断路的情况；确认输配电线路无人作业，确认系统中所有隔离开关、空气开关处于断开位置；确认所有设备的熔断器处于断开位置；确认太阳电池方阵表面无遮挡物；记录系统的初始状态及参数，这是实现电站安全启动的重要环节。巡视检查用电高峰是否过载，抄表记录各监视设备；周期性检查通风、电压、控制器、逆变器工作状态是否正常。

5.8太阳能光伏发电系统维护

5.8.1 太阳能电池方阵维护

1) 应保持太阳能电池方阵采光面的清洁，如有灰尘，应先用清水冲洗，后用干净纱布擦干，切勿用有腐蚀性的溶剂冲洗或用硬物擦拭。

2) 应注意太阳能电池方阵周围无遮挡太阳光的物体，定期检查太阳能方阵参数，以保证方阵不间断地正常供电。

3) 应每月检查一次各太阳能电池组件的封装及接线接头，发现有无封装开胶进水、电池变色及接头松动、脱线、腐蚀等现象。

5.8.2逆变器维护

1) 逆变器进行维护检修时，要断开输入电源。逆变器工作环境应干燥、通风、防潮、内部保持清洁。

2）应定期检查逆变器风扇、功率模块、输入端子、输出端子、接地等各部分的接线是否牢固。检查逆变器的工作声音是否正常，是否有异味产生。

3）若告警停机，不准立即开机，应查明故障原因修复后再行开机。

6、材料及设备

6.1材料：钢桁架、钢檩条、支撑龙骨、太阳能电池组件、电缆、钢件、线槽、集线箱、光伏专用接头、逆变器、监控系统、电器控制配电柜等。

6.2器具：FA-32自动水准仪、全站仪、标线仪、1000V低压摇表、铆钉枪、万用表、压线钳、螺丝刀、钳形电流表、小电钻等。

6.3设备：塔式起重机、汽车吊、交流电焊机、电动葫芦、D400砂轮切割机等。

7、质量控制

7.1材料要求

7.1.1太阳能电池组件：

1 光伏组件在规定工作环境下，使用寿命应大于20年。

2 组件的电池上表面颜色应均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。

3组件的每片电池与互连条应排列整齐，组件的框架应整洁无腐蚀斑点。

4 组件的封装层中不允许气泡或脱层。

5 组件在正常条件下绝缘电阻不能低于200兆欧。

7.1.2电缆：太阳能组件至逆变器和控制保护单元间直流输入连接的

电缆采用镀锡铜绞线，绝缘护套均为XLP、光电设备专用线taiyo 4mm2，产品应通过TUV、CE等认证；交流输出侧供电电缆采用铜芯聚氯乙烯绝缘护套耐火阻燃电线（电缆）NHZR-YJV产品符合标准：GB/T12666.5标准。

7.1.3线槽：本系统配线线槽采用金属线槽，线槽壁厚1mm，做防锈静电喷塑电脑灰处理。

7.1.4光伏专用接头：光伏专用接头产品应通过TUV、CE认证。

7.1.5逆变器: 逆变器符合安全规定及CE认证：符合欧盟的相关规则和要求；也符合89/336/EWG 中所规定的EMC 准则和73/23/EWG 中所规定的LV 准则。

7.1.6监控系统: 电站运行的监控系统由数据处理软件、计算机、显示器组成。所有设备都符合欧盟的相关规则和要求；也符合89/336/EWG 中所规定的EMC 准则和73/23/EWG 中所规定的LV 准则。

7.1.7电气控制配电柜：直流集线器、逆变控制柜、并网联络柜等电气控制箱体和柜体，由专业电气成套设备公司制造并符合国家的相关认证，内部电气开关、断路器等部件选用施耐德等名优品牌产品。

7.2测量、检查器具要求

测量、检查用器具必须在鉴定有效期内使用。

7.3质量要求

7.3.1主龙骨通过可调节连接件与主体钢结构连接，保证安装精确性,主梁间留有不小于15mm间隙,可调节随温度变化引起的伸缩。

7.3.2线槽接口应平整，接缝处紧密平直，槽盖装上后应平整、无上翘变形、出线口的位置准确。

7.3.3电缆的布放应平直、不得产生扭绞，打结等现象，不应受到外力的挤压和损伤。

7.3.4光伏系统并网稳定、可靠，不逆向送电造成电网污染。

8、安全措施

8.1本工法执行国家、山东省、威海市有关安全技术规范、规程。

8.2施工现场安全设施应按照国家《建筑安装工程安全技术规程》的有关规定执行。

8.3在运输和安装太阳光伏组件时应使儿童远离组件。

8.4在安装过程中用不透明材料完全覆盖组件以防止电流产生。

8.5安装或维修光伏系统时，不要穿戴金属戒指、表带、耳环、鼻环、唇环或其它的金属配件。

8.6临时用电应由专业电工操作，电缆严禁乱拉乱扯。

9、环保措施

9.1严禁高空抛物，不得将构件自身所附带的保护膜等随意撕扯。

9.2对施工现场产生的废料不得乱扔乱放，要集中存放于指定地点。

9.3机械设备等产生的废机油等及时收集，统一处理，不得随意倾倒。

10、效益分析

10.1经济效益

据统计，建筑物能耗约占世界总能耗的1/3，将是未来太阳能光伏发电的最大市场。太阳能电源系统和建筑结合，将使太阳能电源向替代能源过渡，成为世界能源结构的重要组成部分，从而根本改变太阳能电源在世界能源中的从属地位。太阳能电源建筑一体化的应用前景一片光明。

据初步估计，在我国，完全商业化运作的光伏并网发电上网电价大约7-8元/kw.h左右,尚无法同火力、水力等发电竞争，但从长远发展的角度看，推广太阳能光伏并网发电系统必将对我国清洁能源发电产业产生巨大的推动作用。

10.2社会效益

该工程项目建设完成后将实现工程的零污染，在太阳能光伏发电设备寿命期满后，项目主设备的大部分材料如钢材、玻璃、铜镓硒等合化物都可回收再利用。开发利用太阳能资源，建设光伏并网发电系统，对减轻我国能源供应压力，抑制二氧化碳等温室气体的排放，减轻城市污染将起到积极作用，符合在中国签署的《京都议定书》的精神，对《中华人民共和国可再生能源法》的实施起到了推动作用。

10.3技术效益

太阳能属于能量低密度、不稳定的电源，发电量受天气影响较大，而且并网发电可能会对电网的稳定性造成一定的影响，通过该工程的实际应用,不断完善和积累太阳能光伏并网发电系统的设计、施工与运营经

验起到了一定的推动作用。

11、应用实例

本工法成功应用于威海市民文化中心工程，该工程位于威海市青岛路东、海滨南路西,总建筑面积63314.39m 2，主体建筑四层，地下一层，为威海市标志性建筑，该工程于2007年11

月开工，2009年8月竣工交付使用，工程

竣工后西立面如图11-1所示。

屋面上安装非晶硅BIPV 电池组件来代

替屋顶，超大屋面整体曲线顺畅，展翅欲飞，

将非晶硅光伏器件与建筑屋面材料融为一

体，成为绿色建筑的典范。 该工程屋面光伏发电系统，自2009.10.1日起正式并网投入使用，目前屋面结构安全可靠、系统性能稳定、运转正常。它将取代纽约Stillwell 地铁站210千瓦非晶硅光伏屋面而成为全球仅次于上海世博中心、最大的非晶硅光伏屋面工程之一。随着常规能源的日益短缺，对太阳能的开发和利用的光伏发电与建筑有机的结合――光伏建筑一体化，是太阳能发电在建筑工程中广泛应用的发展方向，充分显示出超大面积曲线屋面非晶硅太阳能光伏发电系统与建筑的一体化施工工法具有极大的推广应用价值和广阔的应用前景。

图11-1 建筑实物图

非晶硅太阳能电池研究毕业论文

非晶硅太阳能电池 赵准 （吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首 416000） 摘要：随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化．使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源，其辐射出来的功率约为其中有被地球截取，这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面，在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。 目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将一定的工质加热到较高的温度（通常为几百摄氏度到上千摄氏度），然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种：一种是光—伽伐尼电池，另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件，将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单．所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展，日本、德国、美国都大力发展光伏产业，他们走在了世界的前列，我国在光伏研究和产业方面也奋起直追，现在以每年20％的速度迅速发展。 关键词：光伏发电；太阳能电池；硅基太阳能电池；非晶硅太阳能电池

1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅（简称a一Si）薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2．4％。时隔20多年，a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业，世界上总组件生产能力每年在50MW以上，组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军，对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的，全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且，由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例，其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程，简要评述其中的关键之点，指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 为了理解太阳能电池的运做，我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料，通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素，那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交接面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n 区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应，也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多，按材料来分，有硅基太阳能电池（单晶，多晶，非晶），化合物半导体太阳能电池（砷化镓（GaAs），磷化铟（InP），碲化镉（CdTe）, 铜铟镓硒（CIGS）），有机聚合物太阳能电池(酞青，聚乙炔)，染料敏化太阳能电池，纳米晶太阳能电池；按结构来分，有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。

太阳能光伏发电系统_毕业论文

毕 业 论 文 题目太阳能光伏发电系统 学院 __________江西太阳能科技职业学院___ 专业 _________光伏发电技术及应用___ __

摘要 本系统采用C8051F020为控制核心，实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能，通过正弦波脉宽调制技术（SPWM）控制全桥逆变将直流电变为交流电，再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示功能。 关键词：C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords：C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection

光伏毕业论文参考

目录摘要1 ABSTRACT 2 1 绪论3 2 太阳能光伏电源系统的原理及组成4 2.1 太阳能电池方阵4 2.1.1 太阳能电池的工作原理5 2.1.2 太阳能电池的种类及区别5 2.1.3 太阳能电池组件5 2.2 充放电控制器6 2.2.1 充放电控制器的功能7 2.2.2 充放电控制器的分类7 2.2.3 充放电控制器的工作原理8 2.3 蓄电池组9 2.3.1 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求9 2.3.2 铅酸蓄电池组的结构10 2.3.3 铅酸蓄电池组的工作原理10 2.4 直流-交流逆变器11 2.4.1 逆变器的分类11 2.4.2 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求12 2.4.3 逆变器的主要性能指标12 2.4.4 逆变器的功率转换电路的比较14 3 太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素16 3.1 太阳能光伏电源系统的设计原理17 3.1.1 太阳能光伏电源系统的软件设计17 3.1.2 太阳能光伏电源系统的硬件设计19 3.2 太阳能光伏电源系统的影响因素20 4 总结21 致谢参考文献 摘要 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。 关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器

太阳能光伏发电毕业设计论文

. .. . 目录 设计总说明 ................................................................................................................... I Introduction .............................................................................................................. III 1 绪论 . (1) 1.1 太阳能光伏发电的研究背景 (1) 1.2 太阳能光伏发电发展历程与现状 (2) 1.3本文主要研究容和任务 (2) 2 光伏系统简介及光伏发电效率分析 (5) 2.1 太阳能光伏系统简介 (5) 2.1.1 光伏系统的基本组成 (5) 2.1.2 光伏系统的分类 (6) 2.2光伏电池特性分析 (7) 2.2.1太阳能电池原理及分类 (9) 2.2.2太阳能电池输出特性 (11) 2.2.3太阳能电池工程用数学模型 (12) 2.3铅酸蓄电池 (13) 铅酸蓄电池充电控制方法 (14) 2.4 影响太阳能光伏发电效率的因素 (15) 2.5提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题 (18) 3 最大功率点跟踪(MPPT)的研究 (19) 3.1 最大功率点跟踪的概念 (19) ..w..

. .. . 3.2 MPPT原理 (19) 3.3 光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究 (20) 3.3.1 定电压跟踪法(Constant Voltage Tracking，CVT) (21) 3.3.2 扰动观察法(P&O，Perturbation and observation method) (22) 3.3.3 导纳增量法 (24) 3.3.4基于梯度变步长的导纳增量法 (26) 4 DC-DC变换器的设计 (27) ..w..

太阳能发电系统毕业设计

太阳能发电系统设计 1引言 从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明，人们逐渐认识到，能 源技术的革新带动人类社会日益进步，对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时，却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染，形成了巨大的能源缺口，同时给环境造成巨大灾难。目前，油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈，电力供应不容乐观，天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用，是最清洁，环保，取之不尽的可再生能源。 太阳能的利用 我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于2.431012tce，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流，前景好。 太阳能原理 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，这就是半导体的光敏特性。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P(N)型硅对外部来 说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出 变化。但内部通过光的能量，电子从化学键中被释放，由此产生电子－空 穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴 “复合”。 1 / 20

当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里 会形 成一个特殊的薄 层，界面的 P 型一侧 带负电，N 型一侧带正电 。这是由于 P 型半导体多空穴，N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。N 区的电 子会扩 散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，一旦扩散就形成了一 个由 N 指向 P 的 “内 电场”， 从而阻止扩散 进行。达到 平衡后，就形 成了这样一 个特殊的 薄层形成电势差，这就是 P －N 结。 至 今为 止，大多 数太阳能 电池厂家都是 通过扩散工艺， 在 P 型硅片 上形成 N 型区 ，在两个 区交界就 形成了一个 P －N 结（即 N+ ／P ）。太 阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P －N 结） 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的 光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发，以 致产生 电子－空 穴对。界面层附近的电子和空穴在复合 晶片受光过程中，空穴(电子)往 P(N)区移 之 前，将 通过空 间电荷 的电 场作用 被 相互分离。电子 向带正 电的 N 区 和空 穴向带负电的 P 区运动。通过界 面层 晶片受光后，空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出 产生 一个向外 的可测试的电 压。通过光 照在界面层 产生的电 子－ 空穴对越 多， 电流越大 。界面层吸收 的光能越多 ，界面层即 电池面积 越大，在太 阳 能电池中形成的 电流也 越大。 此即为光生伏特效应。 光伏系统 光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设 备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系 统、并网系统和混合系统。 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一 定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输 入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电 能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入 电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电， 2 / 20 的电荷分离，将在 P 区和 N 区之间

太阳能发电原理及应用论文

太阳能发电原理及应用 指导老师： 关键词：半导体，蓄电池，光伏充电控制器 摘要：本文介绍了由本人所构想的一种新型干电池，由目前比较成熟的太阳能发电系统所得到灵感经过一定的理论分析和创造所发明的一种新型干电池。主要由太阳能半导体，蓄电池，光伏充电控制器构成。太阳能半导体产生“光生电流”，“光生电流”储存在蓄电池内，需要时通过电路释放出来，而光伏充电控制器则连接在半导体与蓄电池之间可以控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 也晚上太阳能电池不发电时, 防止蓄电池的电倒流。 正文 引言 我国是电池生产和消费大国，去年电池的产量和消费高达140亿只，占世界总量的1/3。平均每人每年3.5枚。但我国目前的废旧电池的回收情况却令人非常担忧。据有关部门统计，北京市每年消耗2亿只电池，共计6000吨，1999年回收了60吨，回收率仅为1％，2005年的回收率也只有5％，回收量实在是微乎其微。上海市每年小号电池约4.5亿节，但每年回收量约50吨，不足每年耗量的1％，最近，来自上海市环保部门的一份报告显示，含铅最多的铅蓄电池回收率也比较低，150万只报废电瓶四处抛散。所以我就想到了太阳能干电池，太阳能干电池所耗太阳能无限可再生和零排放能源，对当地环境没有影响，可重复使用对于偏于地区手电筒照明，个类儿童玩具，各类家用遥控器。 一方案设计 发电原理：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。 p-n结内建电场：

太阳能发电技术论文

太阳能发电技术论文 摘要：太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。 关键词：太阳能能源光伏发电技术 正文： 很荣幸能在这学期选修《太阳能发电技术》这门课程，这门课，我以前从没接触过，甚至根本不知道这是一门什么样的课，只是日常生活中对太阳能发电技术有些许的了解。带着对太阳能发电技术的好奇，在这学期的公共选修课里，我选择了这门课程。虽然只有短短的四周的学习时间，但感觉非常充实，对太阳能发电技术有了比较系统的了解，同时贾老师深入浅出的讲解以及对太阳能发电技术独到的见解和大量的视频教学也给我留下了深刻的印象。 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。 我国的太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。 就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。 太阳能发电光伏技术即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。 太阳能光伏发电系统原理：

光伏发电论文范文写作

光伏发电论文范文写作/模板格式 ·阻尼特性光伏发电论文 内容摘要：1光伏并网对系统阻尼的影响1.1测试系统本文选取ＩＥＥＥ１６机６８节点系统作为测试系统，其中１６台同步发电机采用经典６阶模型，并全部安装本地电力系统稳定器（ＰＳＳ），系统负荷全部采用恒阻抗模型（详细参数见文献［１１］），如图３所示，本文测试平台基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ。在该系统中，区域１为新英格兰系统，区域２… ·接入配电网的光伏发电论文 内容摘要：1分布式光伏发电系统硬件设计1.1蓄电池蓄电池作为系统的储能设备，储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，当光照或太阳能电池组所发电量不足时释放电能。在分布式光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与使用方式及当地气候有关，要综合考虑蓄电池的额定容量、低温放电和充电性能、充电效率和深放电后的恢复性能、使用寿命、海拔、电池组内… ·油田物联网光伏发电论文 内容摘要：1光伏发电系统应用方案1.1应用现场环境海南福山油田地处海南省西北部，属于热带海洋性季风气候。全年日照时间长，辐射能量大，年平均日照时数2000h以上，太阳辐射量可达11～12万卡，年平均气温23.8℃，最高平均气温28.6℃，最低平均气温17.7℃。为太阳能提供了良好的使用环境。福山油田物联网建设涵盖了数据采集子系统… ·居民太阳能光伏发电论文 内容摘要：1．居民太阳能光伏发电的发展现状及主要问题近年来，太阳能光伏发电在国内外的发展和应用比较迅速，尤其是在欧洲一些发达国家。据欧洲光伏产业协会(EPIA)发布的统计报告显示，2011年全球太阳能光伏发电设备的安装量同比2010年增加70%，其中意大利和德国的安装量占全球市场的60%。而欧洲的安装量占全球市场的75%，领跑全… ·离网光伏发电论文 内容摘要：1太阳能充电器工作的设计研究充电器工作分析主要有三种电量设计方法：Buck 变换器；Boost变换器；Buck-Boost变换器。由于第二种更适合当代工业发电和居民设施发电，作者选取第二种电路对太阳能充电器进行工作分析。在太阳能充电器工作过程中，当代表开关的S导通时，RL会由于反向的电压影响而自动的关闭。而当S开关关闭之… ·并网运行光伏发电论文 内容摘要：1光伏发电系统并网对电网企业运营造成的影响1.1孤岛效应的影响当因为事故、停电维修或故障导致电网供电发生中断时,每一个用户端太阳能的并网发电系统将与它四周的负载组成一个电力公司无法掌控的自给供电孤岛。可以预知，造成孤岛效应的概率的不断增加是由于光伏并网系统的使用越来越频繁。一般来讲，当发现孤岛效应之后，其原先的单相供电… ·太阳能利用光伏发电论文 内容摘要：1太阳能光伏发电1.1光伏组件单个电池片的电压和电流很小，有必要把若干个电池片串并联焊接起来，按一定方式装配封装在一块较大面积的背板上，加上铝合金边框和引线，获得较大的电压和电流，称作光伏电池板（电池组件）。封装的好坏直接决定光伏组件工作的可靠性[5]。光伏组件是光伏方阵的一个单元，其作用是将太阳能转化为电能，给蓄电池… ·电网光伏发电论文 内容摘要：1小型光伏发电系统并网对电网的影响1.1对电压偏差的影响。以太阳能为主要供应能源的光伏电站主要受到太阳光光照强度的影响，太阳光光照强度不同，光伏发电站所输出的功率也不一样。在白天的中午时候，太阳光照达到一天中的最强，所产生的太阳能也

太阳能电池论文

太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 太阳能电池论文——浅谈太阳能发电 一、太阳能发电背景 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解我国能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。 在人类总耗能中，建筑耗能占30％以上，在建筑用能中，空调、供暖与家用热水所消耗的能量约占家庭全部耗能量的25％一35％。基于这种情况，利用太阳能供暖和热水将是必然的趋势。 二、太阳能发电技术简介 太阳能一般是指太阳能的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒

咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 目前太阳能发电有两种发电方法：一种是将太阳能转化为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电；另一种是利用光电器件利用光生伏达原理将太阳能直接转化为电能，称为太阳能光伏发电。 太阳能热发电技术是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电 一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他两种处在示范阶段，有实现商业化的可能和前景。 太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏达原理吧太阳能直接转化为电能的发电形式。 太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成，如图1所示。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池的部分，太阳能控制器和直流-交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统分是今后光伏发电的主要形式。

太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文

太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文 利用太阳能的热电偶正向串联发电技术研究 [摘要] 根据热电偶传感器的测温原理逆向思维,与光电传感器串联制成光伏阵列类似,将热电偶串联产生的热电势转换为电能。测量端利用太阳能加热,参考端靠水冷却,初步研究热电势与热电偶材料 的直径、长度、补偿导线之间的关系,由此制造出的绿色发电机无污染,成本低,其结果论证了本方法的实用性与可行性。 [关键词] E型热电偶热电势补偿导线绿色发电机 一、引言 目前,能源告急,如何用绿色能源生产电能对我国可持续发展具 有很重要的现实意义,太阳能电池利用光电传感器中产生的电动势, 将其串并联得到太阳能电池阵列发电,类似地,我们利用热电偶传感 器中产生的热电动势,并将热电偶串联得到发电组件,其测量端采用 太阳能集中加热,参考端自然冷却,将来做成一种新型绿色发电机,成本有望比太阳能电池更低。本论文从此观点出发利用试验对太阳能热偶发电技术进行初步研究,通过对试验数据结果分析总结出一些规律,这对我们进一步研究新能源开发与利用十分有利。 二、热电偶的测温原理与串联 1.热电偶的测温原理 热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电动势,又称

塞贝克效应。本论文中逆向思维,不是用于测温而是利用产生的热电动势发电,具有创新性。 2.热电偶的串联 热电偶的基本定律有中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律。在试验前,我们根据中间温度定律、参考分度表可以对产生的热电动势进行估算。根据中间导体定律可知,加设补偿导线既不会降低热电动势,又可以节约成本,这对于实际生产具有十分重要的意义。 热电偶可串联使用,如下图2所示。但只能是同一分度号的热电偶,且参考端应在同一温度下。当热电偶正向串联,可获得较高的热电动势,其总热电动势的输出等于各热电动势输出之和,如式3,这正符合我们利用热电偶串联达到发电的目的。 三、试验过程 1.试验器材的选用 目前,我国工业上采用的4种标准化热电偶有4种分别是:镍铬-考铜(E型)、镍铬-镍铝(K型)、铂铑30-铂铑6(B型)、铂铑10-铂(S 型)。其特性曲线如图3所示,由图可知,我们选用E型最合理,这种热电偶在同等的温度差条件下产生的热电动势最大。 本次试验所选用主要材料及仪器清单如下表1所示: 2.试验数据

太阳能论文

太阳能伏发电技术发展近状及发展前景预测 学院：电气学院 姓名：陈卡迪 专业：光电信息工程 班级：1301班 学号：311308000411 日期：2016.5.20

目录 1.光伏发电技术发展近状 (1) 1.1海内伏发电技术的发展近状 (1) 1.2世界光伏技术的发展近状 (2) 2.光伏发电技术发展前景预测 (3) 2.1世界太阳能光伏技术发展预测 (3) 2.2海内太阳能光伏发电技术发展预测 (3) 总结 (4) 参考文献 (5)

摘要：自从进入新世纪以来，由于化石能源短缺和节能减排方案的影响，人们开始进行新能源的研究和利用。太阳能靠其独特优点成为新能源开发研究的重点。太阳能光伏发电技术是如今最受瞩目的新兴能源技术之一，造起了世界的广泛研究。太阳能光伏光电技术发展快速，前景一片良好。 关键字：太阳能发展近状未来发展前景光伏发电技术 1.光伏发电技术发展近状 1.1海内伏发电技术的发展近状 太阳能光伏发电手艺是经由过程半导体质料的光电效应来将太阳能转贺年电能。太阳能光伏发电能量转换装备是光伏电池。具备不耗损燃料、不受地区限定，范围矫捷、洁净无污染、安全可靠，运行不变的长处。 我国太阳能资本非常丰硕，具备杰出的太阳能操纵前提，国土面积2/3以上地区太阳能都比较丰硕，年辐射量跨越60亿焦耳／平方米，每一年地表接收的太阳能约莫相当于1-8万亿吨标准煤。尤其特别是西北、西藏和云南等地域，太阳能资本加倍丰硕。 中国于1958年开始进行太阳能光伏技术的研究开发，1971年第一次将太阳能电池成功地应用于“东方红二号”人造卫星。此后由于技术的发展，尔后因为手艺的成长，1974年起头将太阳电池应用于地面，首先在天津用于航标灯电源。20世纪90年代中后期光伏发电进入稳步发展期间，太阳电池及组件系统逐年稳步增添，颠末30多年的尽力，21世纪初迎来了快速成长的新阶段。 20世纪90年代以来是我国光伏发电手艺快速成长的期间。在这一时期我国光伏组件生产能力逐年增强。成本不断降低，市场不断扩大。装机容量逐年增加，2006年累计装机容量达35Mw。约占世界份额的3％口。20多年来，我国光伏财产持久均匀保持了环球市场2％摆布的份额。 今天，中国己把握成熟的太阳能光伏发电手艺，但首要问题是本钱较高和硅质料欠缺，进而制约了商业化操作，目前几年来，在国际光伏市场尤其是德国、日本市场的壮大需求的颤栗下中国光伏产物出产本领敏捷扩大，包罗晶体硅片和太阳能电池的出产本领、和太阳能电池组件的封装本领都大为增添，形成为了一

新能源发电技术论文

新能源发电技术 学院：电子信息学院 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 时间：

序论 生物质新能源是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。中国的生物燃料发展也取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产，已初步形成规模。 美国科学家最新的研究成果显示，作为目前应用最广泛的两种生物燃料，生物柴油和乙醇燃料尽管比化石燃料更加优越，但不可能满足社会的能源需求。研究人员发现，即使美国种植的所有玉米和大豆都用于生产生物能源，也只能分别满足全社会汽油需求的12%和柴油需求的6%。而玉米和大豆首先要满足粮食、饲料和其他经济需求，不可能都用来生产生物燃料。在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展，重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染，效益高的新性能源，生物质新能源大有可为。

新能源与生物质能 通过新能源--生物质能的概述，初步展示其性质特点。同时，结合当提出了几点对策。当下时事，论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展，重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染，效益高的新性能源，通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而生物质能，新农村建设，秸秆应用，现状分析生物质而所谓生物质能(biomass energy )，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 尽快全面启动替代能源战略，加快再生能源的产业化。事实上，近期已有两件大事发生：一是国家能源领导小组编制的《可再生能源发展规划》提交发改委修订，希望到2020年，可再生能源的占比能达到16%左右，该规划很快将由国务院正式下发；二是中国头号石油企业，中石油内部设立了专门的替代能源部门，专注于研究发展替代燃料，确保未来中国的能源供给。事实上，无论是能源替代还是能

太阳能光伏发电系统 论文

太阳能光伏发电系统

摘要 本系统采用C8051F020为控制核心，实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能，通过正弦波脉宽调制技术（SPWM）控制全桥逆变将直流电变为交流电，再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示功能。 关键词：C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords：C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection

太阳能发电系统论文

ⅡⅠ

第一章绪论 1.1背景 随着经济的发展、社会的进步,人类社会正面临着一系列重大的挑战,全球经济发展,人口迅速增加,需要提供更多的食物、住房和原料,因而对能源的需求量也不断增加。在过去20年中,全世界能源消耗量增加了40%,其中85%以上使用的是矿物燃料。这些矿物燃料燃烧时要产生大量温室气体,全球单是CO2排放量每年就超过500亿吨,而且还在不断扩大。形成的酸雨造成土壤退化,危害动植物。全球气候变暖可能会产生灾难性后果,必须采取坚决措施,减少温室气体的排放。因此,治理环境污染,已成为当务之急。同时,矿物燃料的储藏量是有限的,按目前探明的储藏与开发速度的比例计算,地球上可再开采的能源,石油为40年,天然气约为60年,煤炭为200年。如不采取有效措施,到本世纪中叶,人类必将面临矿物燃料枯竭的严重局面。 传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。 为了减少大气污染、保护人类生态环境、保证能源的长期稳定供应,必须实施可持续发展战略,逐步改变现有的能源结构,大力开发利用新能源。这已成为各国的共识。 丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。在新能源中,公认技术含量最高、最有发展前途的是太阳能光伏发电。利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。 从太阳光获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点： ①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。 不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

新能源太阳能发电技术及应用论文

课程设计（论文）题目太阳能发电技术

太阳能发电技术 摘要 在地球环境污染和能源形势日趋严峻的今天，太阳能作为一种新型的绿色可 再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点，越来越受到人们的重视，太阳能发电技术的应用更是目前关注的焦点。本文综述了太阳能发电的发展概况、研究动态及应用前景。并对太阳能电池板的工作原理进行介绍，还介绍和分析了电源逆变技术的相关理论和实现方法，并根据这些理论设计了带有自调节功能的 太阳能发电装置. 关键词：光伏发电；太阳能热发电；热风发电；太阳能电池； Solar power generation technology Abstract With the background of serious pollution and energy crisis today; the solar energy, as a novel green and renewable energy, which is abundant, economic and non-pollution, attracts lots of attentions; and the application of the solar thermoelectric and photovoltaic energy technology has been the focus which people attend to. The survey, development and application foreground of solar thermoelectric and photovoltaic energy technology are given and the study of solar hybrid generator system are presented。and the significance of solar power has been presented too. The work principle of solar panels has been introduced and the related theory and method were also descripted in detail. In addition, the solar power device with regulating function has been designed which based on the above theories. Keywords: photovoltaic; solar power; wind power generation； solar cell.

毕业论文_太阳能光伏发电系统研究概要

毕业设计(论文 课题：离网光伏供电系统研究 专业光伏发电班级 学生姓名学生学号 指导教师 提交日期 答辩日期答辩成绩 答辩教师 总评成绩 摘要：本文介绍了太阳能光伏发电的系统的基本组成和特性，说明了太阳能电池最大功率跟踪的原理以及一些常用的方法，并比较了他们的优缺点。本文研究一种带有双向变换器功能的离网光伏发电系统，通过对目前太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC拓扑结构的研究，总结了各种DC/DC拓扑结构的优缺点。添加了逆变电路使系统能够向交流负载供电，并对逆变电路通过MALTAB 进行了仿真。关键词：离网光伏发电，逆变电路，DC/DC变换器，最大跟踪率 目录 1绪论 (1) 1.1太阳能光伏发电的背景 (2) 1.2太阳能光伏发电研究现状与发展趋势 (4) 2光伏发电系统介绍 (5)

2.1离网光伏发电系统 (8) 2.1.1铅酸蓄电池 (9) 2.1.2太阳能电池最大功率点跟踪 (12) 2.2并网光伏发电系统 (15) 3太阳能离网光伏发电系统分析 (15) 3.1 离网光伏供电系统的主电路图 (15) 3.2电路工作原理 (16) 3.2.1 离网光伏供电系统常用DC/DC变换器拓扑结构 (16) 3.2.2带双向变换器的太阳能独立光伏发电系统 (17) 3.2.3逆变电路 (18) 3.3参数设计 (19) 3.3.1 BOOST电路参数 (19) 3.3.2蓄电池电池和太阳能电池列阵参数 (21) 3.3.3 双向BUCK-BOOST 变换器参数 (21) 4 离网型光伏发电系统的仿真 (22) 总结 (24) 参考文献 (24) 致谢 (26) 1绪论

新型能源技术论文

新型能源技术论文 能源是现代社会存在和发展的基石，是人类生存和发展的重要物质条件，无论是在工业、农业、还是在服务业，高新技术产业，都离不开能源。随着现代社会经济的全球化，以及市场经济地不断发展，能源的消费也相应的持续增长，且短期内的消耗不会减少。虽然化石能源在社会的发展历史上，提高了人们的生活水平，大大加强了生产力，但随着时间的推移，化石能源的稀缺性将会越来越突显，且这种稀缺性也会逐渐在能源商品的价格和未来发展问题上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。其中新型能源包括太阳能、风能、原子核能、氢能、海洋能、地热能以及生物质能。这些能源即是可再生能源，又能为人们提供足够的能量，而且对环境的污染也很少。如果我们能大力发展这些新型能源，推广到大众中去的话，我们就可以克服资源短缺的问题，又可以保护环境。 一、太阳能 太阳能是由内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用光伏发电,是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。 太阳能技术 ①太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分低温（100—300℃）：工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（300℃以上）：热发电、材料高温处理等。 太阳能节能建筑分主动式或衩动式两种。前者与常规能源采暖系统基本相同，仅以太阳能集热器作为热源代替传统锅炉。后者是利用建筑本身的结构，吸收和储存太阳能，达到取暖的目的。 太阳能热发电技术是利用太阳能产生热能，再转换成机械能的发电过程。发电系统主要同集热系统、热传输系统、蓄热器、热交换器以及汽轮发电机系统等组成。美国LUZ公司已建了9个电站，总装机容量为35万千瓦，平均效率达14％，电价约8美分／千瓦时。太阳能热发电技术涉及光学、传热学、材料科学、自动化等学科，是一门综合性交叉性很强的高新技术，也是太阳能开发和研究领域的难点。太阳能热发电技术的关键问题是太阳能的光辐射吸收和高效传热技术。 ②太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化电池、化电池等。美国、德国、日本都将太阳能光电技术列为新源首位，制造和发电成本已在特殊应用场合有一定竞争能力。当前发展主要障碍是光电池成本高。我国已能生产，年产达1000千瓦，能量转换率达14％。多晶硅电池采用熔化浇铸，定向凝固方法制造，有可能在现有基础上降低成本30％，向实用化推进一步，但要使成数量级下降，需改变制造工艺，制造硅膜太阳能电池和发电系统，需大力加强基础研究。 ③光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，