基于MPPT控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)設計【畢業(yè)論文絕對精品】

洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）I肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿螂腿薁螞肀羋芀袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊袈芅蚇螈膇芄莇薁肅芃葿螆罿芃薂蕿裊節(jié)芁螅螁莁莄薈聿莀蒆螃羅荿蚈薆羈莈莈袁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖肁蕆蟻螀肁蕿袆聿肀艿蠆肅聿蒁羄羈肈薃螇袇肇蚆薀膅肆蒞螆肁肅蒈薈羇膅薀螄袃膄艿薇蝿膃莂螂膈膂薄蚅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈 基于 MPPT 控制的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)設計摘 要隨著時代的發(fā)展，人類對能源的需求越來越多，新能源開發(fā)是解決能源問題的根本途徑，而太陽能光伏發(fā)電正是新能源和可再生能源的重要組成部分。本文主要研究獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，它有著相當廣泛的應用。獨立光伏系統(tǒng)主要包括了光伏電池、蓄電池組、充電器和逆變器四個組成部分，本文對獨立光伏系統(tǒng)中的最大功率點跟蹤進行深入研究。本文利用光伏電池的數學模型和等效電路，在 MATLAB/Simulink 中建立了光伏電池的仿真模型，得到了與實際光伏電池輸出特性一致的仿真曲線，為進一步研究最大功率點跟蹤打下了基礎。最大功率點跟蹤的方法有很多，但是應用最為廣泛的是擾動觀察法和電導增量法，本文對自適應占空比干擾法進行了詳細的分析，給出了算法設計，并建立了光伏電池的仿真模型對算法進行了仿真，仿真結果驗證了算法設計的正確。關鍵詞：獨立光伏系統(tǒng)，光伏電池，最大功率點跟蹤洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）IIThe Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy. Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）III目 錄前 言 .1第 1 章 緒論 .21.1 發(fā)展光伏發(fā)電的意義 .21.1.1 保護氣候和改善環(huán)境 .21.1.2 節(jié)省空間 .31.1.3 增加就業(yè) .31.1.4 提供農村電力 .31.1.5 中國的特殊需求 .41.2 國內外光伏產業(yè)的發(fā)展及趨勢 .41.2.1 世界光伏產業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢 .41.2.2 國內光伏產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 .5第 2 章 光伏發(fā)電系統(tǒng) .62.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成 .62.2 帶有最大功率跟蹤功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成 .6第 3 章 光伏陣列特性及其仿真模型的研究 .83.1 光伏電池的工作原理 .83.2 光伏電池等效電路分析 .93.3 光伏陣列的 Simulink 模型 .12第 4 章 光伏陣列最大功率點跟蹤算法的研究 .194.1 光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤的原理 .194.2 最大功率跟蹤點方法概述 .204.3 DC/DC 變換電路實現(xiàn) MPPT 的原理 .284.3.1 Boost 變換電路 .294.3.2 Boost 電路實現(xiàn)光伏陣列 MPPT 的仿真模型 .314.4 自適應占空比干擾觀察法 .364.4.1 占空比干擾觀察法的提出 .364.4.2 自適應控制技術介紹 .374.4.3 基于自適應控制思想的 MPPT 方法 .37洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）IV4.4.4 光伏陣列 MPPT 仿真模型的建立 .404.4.5 仿真結果與分析 .41結 論 .45謝 辭 .47參考文獻 .48外文資料翻譯 .51洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）1前 言長期以來，人們就一直在努力研究利用太陽能。我們地球所接受到的太陽能，雖只占太陽表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右，但是這些能量相當于全球所需總能量的 34 萬倍，可謂取之不盡，用之不竭。太陽能和石油、煤炭等礦物燃料不同，不會導致“溫室效應”和全球性氣候變化，也不會造成環(huán)境污染。特別是在近 10 多年來，在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機的夾擊下，太陽能的利用受到許多國家的重視，大家正在競相開發(fā)各種光電新技術和光電新型材料，以擴大太陽能利用的應用領域。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽能動力裝置，其應用十分廣泛，在某些領域，太陽能的利用已開始進入實用階段。電能是目前使用最廣泛的能源利用形式，光電轉換在太陽能的引用領域中占有重要的地位，太陽能電池就是一種經由太陽光照射后，把光的能量轉換成電能的能量轉換元件。有人稱之為光伏電池光伏系統(tǒng)。目前的主要問題是電池的轉換效率低且價格昂貴，因此，如何在現(xiàn)有的光電元件轉換技術的基礎上，進一步提高太陽電池的轉換效率，充分利用光伏陣列所轉換的能量，一直是光伏系統(tǒng)研究的重要方向。本課題從太陽能電池的光伏特性出發(fā)，對于如何提高太陽能電池的能量轉換效率，進行了有益的探討。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）2第 1 章 緒論1.1 發(fā)展光伏發(fā)電的意義太陽能作為一種可持續(xù)利用的潔凈能源，有著巨大的開發(fā)應用潛力。人類賴以生存的自然資源幾乎全部轉換自太陽能，人類利用太陽能的歷史更是可以追溯到人類的起源時代。太陽能是人類得以生存和發(fā)展的最基礎的能源形式，從現(xiàn)代科技的發(fā)展來看，太陽能開發(fā)利用技術的進步有可能決定著人類未來的生活方式。目前，雖然太陽能光伏發(fā)電成本較高，但是從長遠來看，隨著技術的進步，以及其它能源利用形式的逐漸飽和，太陽能可能在 2030 之后成為主流能源利用形式，有著不可估量的發(fā)展?jié)摿?。光伏發(fā)電著有許多特殊優(yōu)勢，尤其是它可以為邊遠地區(qū)、特殊場合供電。考慮到光伏發(fā)電的附加價值，它的綜合經濟效益大大提升，因此不能單純與傳統(tǒng)發(fā)電模式去比較單位發(fā)電成本。光伏發(fā)電可以降低溫室氣體和污染物排放、創(chuàng)造就業(yè)機會、保障能源安全和促進農村尤其是邊遠農村的發(fā)展?？傊?，發(fā)展光伏發(fā)電在經濟、社會和環(huán)境保護等方面都有著積極的意義，下面來具體討論光伏發(fā)電的發(fā)展意義。1.1.1 保護氣候和改善環(huán)境太陽能光伏發(fā)電最重要的特征是在發(fā)電過程中只排放很少的 CO2，而 CO2 作為最主要的溫室氣體，導致氣候變化的罪魁禍首。同時，電池板可循環(huán)使用，系統(tǒng)材料可再利用，光伏的能源投入可進一步降低。如果廣泛使用光伏發(fā)電技術，可以為減緩氣候變暖做出貢獻。我國能源消費占世界的 10%以上，同時我國一次能源消費中，煤占到 70%左右，比世界平均水平高出 40 多個百分點。燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量約占排放總量的 70%80%，二氧化硫排放形成的酸雨面積已占國土面積的 1/3。目前，環(huán)境質量的總體水平還在不斷惡化，世界十大污染城市我國一直占多數。環(huán)境污染給我國社會經濟發(fā)展和人民健康帶來了嚴重影響。世界銀行估計 2020 年中國由于空氣污染造成的環(huán)境和健康損失將達到 GDP 總量的 13。而光伏發(fā)電洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）3不產生傳統(tǒng)發(fā)電技（例如燃煤發(fā)電）帶來的污染物排放和安全問題，沒有廢氣或噪音污染。系統(tǒng)報廢后也很少有環(huán)境污染的遺留問題 1,2。1.1.2 節(jié)省空間光伏發(fā)電是一種簡單的低風險技術，幾乎可以安裝在任何有光的地方。這意味著在公共、私人和工業(yè)建筑的屋頂和墻面上都有廣泛的安裝潛力。在運行中，這個系統(tǒng)還可以降低建筑的受熱，增加通風。光伏電池板還可以作為隔聲板裝在公路兩側。光伏發(fā)電在提供大量電力供應的同時，避免占用更多的土地。1.1.3 增加就業(yè)光伏發(fā)電可以提供大量的就業(yè)機會。安裝階段創(chuàng)造大量的就業(yè)機會（安裝工人、零售商和服務工程師） ，促進地方經濟發(fā)展。根據歐洲光伏發(fā)電行業(yè)信息顯示，生產每兆瓦光伏產品大約產生 10 個就業(yè)機會，安裝每兆瓦光伏系統(tǒng)創(chuàng)造大約 33 個就業(yè)機會。批發(fā)和間接供應可提供 34 個就業(yè)崗位，研究領域提供 12個就業(yè)機會。整個產業(yè)鏈中，每兆瓦的生產、安裝和使用，可提供 50 個就業(yè)機會。在未來幾十年，隨著規(guī)模的擴大，自動設備的使用，這些數據會有所降低。但是，光伏發(fā)電產業(yè)不僅僅是一個資金密集型的產業(yè)，同時也是一個勞動密集型的產業(yè)。目前中國光伏技術及產業(yè)的就業(yè)總人數近萬。到 2020 年將達到 10 萬人左右。按照中國電力專家的研究，2050 年，光伏發(fā)電將達到裝機容量 10 億 ，PKW年生產和安裝量 1 億 ，就業(yè)人數將超過 500 萬人。PKW1.1.4 提供農村電力太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以很容易地在偏遠的農村地區(qū)安裝，這些地區(qū)可能多年無法架設電網。光伏發(fā)電等可再生能源特別適用于遠離電網、零星分布的社區(qū)。離網農村電力以家庭為單位或設立小電網可提供照明、冷藏、教育、通訊和衛(wèi)生等所需電力，提高經濟生產力，增加創(chuàng)收的機會。光伏發(fā)電系統(tǒng)結實耐用、易于安裝和具有靈活性等特征，使其可滿足世界任何地方的農村電力需求。2006 年底，中國還有無電人口 1100 萬，使用光伏發(fā)電系統(tǒng)可以解決大部分無電人口的用電問題。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）41.1.5 中國的特殊需求中國是一個能源生產和消費大國。2006 年能源消費總量為 246 億噸標準煤，比 2005 年增長 9.3%。2006 年各種一次能源的構成比例為：煤炭占 69.7%、石油占 20.3%、天然氣占 3.0%、水電等占 6.0%、核電占 0.8%。2006 年，中國的原油進口達到 1.5 億噸，大約是中國原油總需求量的 50。中國能源開采和利用技術落后，傳統(tǒng)高能耗產業(yè)比重大，單位 GDP 能耗落后于發(fā)達國家，甚至比世界平均水平落后許多。中國又是世界上最大的發(fā)展中國家，經濟高速發(fā)展，中國能源消耗增長速度居世界首位，加劇了中國能源替代形勢的嚴峻性和緊迫性。中國電力科學院的研究表明，在考慮到充分開發(fā)煤電、水電和核電的情況下，2010 年和2020 年電力供需的缺口仍然分別為 6.4%和 10.7%，這個缺口正是需要用可再生能源發(fā)電進行補充的。而太陽能光伏發(fā)電可能在未來中國的能源供應中占據主要位置。1.2 國內外光伏產業(yè)的發(fā)展及趨勢1.2.1 世界光伏產業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢能源和環(huán)境問題是近十幾年來世界關注的焦點，為了實現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，世界各國都將光伏發(fā)電作為發(fā)展的重點。在各國政府的大力支持下，光伏產業(yè)發(fā)展迅速，最近 10 年光伏電池及組件生產的年平均增長率達到 33%，近5 年的年平均增長率達到 43，2006 年世界光伏電池產量達到 2500MWp，累計發(fā)貨量達到 8500MWp。值得注意的是，中國 2006 年光伏電池的產量達到369.5MWp，緊隨日本和德國之后，位居世界第三大光伏電池生產國。世界光伏產業(yè)和市場發(fā)展的另一個突出特點是：光伏發(fā)電在能源中的替代功能愈來愈大，主要表現(xiàn)在并網發(fā)電的應用比例增加非常快，并將成為光伏發(fā)電的主導市場（其它應用包括通訊和信號、特殊商業(yè)和工業(yè)應用，農村離網應用、消費品和大型獨立電站等） 。從長遠看，太陽能光伏發(fā)電在不遠的將來會占據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應的主體。根據歐洲 JRC 的預測，到 2030 年可再生能源在總能源結構中占到 30以上，太陽能光伏發(fā)電在世界總電力的供應中達到 10%以上；2040 年可再生能源占總能耗 50以上，太陽洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）5能光伏發(fā)電將占總電力的 20%以上；到 21 世紀末可再生能源在能源結構中占到80以上，光伏發(fā)電占到 60以上，顯示出重要戰(zhàn)略地位 4。1.2.2 國內光伏產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢中國于 1958 年開始研究光伏電池，于 1971 年首次成功應用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上，于 1973 年開始將光伏電池用于地面。中國光伏工業(yè)在 20 世紀80 年代以前尚處于雛形，光伏電池的年