太陽能光伏發(fā)電【文獻(xiàn)綜述】

1、文獻(xiàn)綜述電氣工程及自動(dòng)化太陽能光伏發(fā)電摘要：太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源。太陽能發(fā)電指把太陽能照射的能量轉(zhuǎn)化為電能。直接將太陽能變成電能的半導(dǎo)體器件稱太陽能電池。據(jù)估計(jì)，每年地球上接收到的太陽能相當(dāng)于地球上每年燃燒其他燃料所獲得能量的3000倍，因此大力開發(fā)與利用太陽能是21世紀(jì)的高新技術(shù)。太陽能光伏系統(tǒng)由太陽能電池方陣、太陽能控制器、蓄電池組、逆變器、防反充二極管等組成。當(dāng)然，要使太陽能發(fā)電真正達(dá)到實(shí)用要求，一是要提高太陽能光電變換效率并降低其成本；二是要提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率；關(guān)鍵詞：太陽能電池；太陽能控制器；蓄電池；逆變器；引言自上世紀(jì)90年代以來，可再生能源技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到迅

2、速發(fā)展，太陽能，風(fēng)能，生物質(zhì)能，地?zé)崮埽Ｑ竽艿雀黝惸茉醇夹g(shù)都得到了不同程度的開發(fā)。太陽能技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛并已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的是太陽能熱水器和晶硅電池。風(fēng)能是發(fā)展最早的技術(shù)，現(xiàn)已基本成熟，經(jīng)濟(jì)接近常規(guī)能源，并開始步入并網(wǎng)階段。生物質(zhì)能技術(shù)的應(yīng)用已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初期。地?zé)崮芎秃Ｑ竽芗夹g(shù)也得到了高度關(guān)注，一些實(shí)驗(yàn)性電站運(yùn)行良好，展現(xiàn)出廣泛的利用前景。但從可再生能源得資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平來看，今后發(fā)展較快的主要還是太陽能。1光伏發(fā)電的關(guān)鍵部件逆變器利用新能源的關(guān)鍵技術(shù)逆變技術(shù)能將蓄電池、太陽能電池和燃料電池等其他新能源轉(zhuǎn)化的電能變換成交流電能與電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電。因此，逆變技術(shù)在新能源的開發(fā)與利用領(lǐng)

3、域有著至關(guān)重要的地位。2DC-AC逆變器是應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，將直流電能轉(zhuǎn)換成恒壓恒頻交流電能的一種靜止變流裝置?，F(xiàn)在DC-AC逆變器具有廣泛的應(yīng)用前景，如：（1）以直流發(fā)電機(jī)、蓄電池、太陽能電池和燃料電池為主直流電源的場(chǎng)合，如航空靜止變流器（27V或DC270V/AC115V400Hz）、通信靜止變流器（DC48V/AC220V50Hz）；（2）以變頻或恒頻交流電為主交流電源且采用交-直-交變化方案的場(chǎng)合，如飛機(jī)變速恒頻電源（變頻交流電/AC115V400Hz）、新型風(fēng)力發(fā)電電源（變頻交流電/AC220V50Hz）；（3）不間斷電源（UPS中的核心環(huán)節(jié)一一逆變器3-4傳統(tǒng)的DC-AC逆變器采

4、用低頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)，主要有方波逆變器，階梯波合成逆變器，正弦波脈寬調(diào)制SPW睡變器。這三種逆變器的共同點(diǎn)是，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是用來調(diào)整電壓比的變壓器工作頻率等于輸出電壓頻率，導(dǎo)致其體積和重量大，音頻噪聲也大。為了克服低頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)的缺點(diǎn)，Mr.Espelage于1977年提出了可變高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)新概念。這一概念的提出，顯著提高了逆變器特性。因此，該技術(shù)引起了人們極大的研究興趣，取得了顯著的研究成果。5當(dāng)然，逆變器的發(fā)展也離不開電子技術(shù)與電力電子技術(shù)的發(fā)展。隨著各種先進(jìn)且易于控制的功率器件（如MOSFETIGBT、GTO等）發(fā)展，控制電路也從模擬集成電路發(fā)展到單片機(jī)控制甚至采用數(shù)字信號(hào)處理（

5、DSB控制。逆變裝置也將向著體積跟小，效率跟高，性能指標(biāo)跟優(yōu)越的方向發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電前景通過太陽能電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)稱為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱PV）。目前，在工程上廣泛應(yīng)用的光電轉(zhuǎn)換器件晶體硅太陽能電池。地面太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要分獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)兩大類。7隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)和大氣污染問題日益突出，太陽能作為理想的可再生能源受到許多國(guó)家的重視。在可再生能源中，太陽能取之不盡，清潔安全，是理想的可再生能源。我國(guó)的太陽能資源比較豐富，且分布范圍廣，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿薮?。此外，目前太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已日趨成熟，是最有可持續(xù)發(fā)

6、展性的可再生能源技術(shù)之一。專家預(yù)測(cè)，在今后的十幾年中，太陽能電池的市場(chǎng)走向?qū)l(fā)生很大的變化，特別是從以前的大多數(shù)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。8太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。太陽每年到達(dá)地球表面的總能量相當(dāng)于目前世界主要能源探明儲(chǔ)量的1萬倍，在加上太陽能的普遍性、清潔性和經(jīng)濟(jì)性，太陽能在未來世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)當(dāng)重任，成為理想的替代能源。9（1）太陽能電源用戶：小型電源10100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)，如高原，海島，牧區(qū)，邊防哨所等軍民生活用電；35kw家庭并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；2）交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈，交通/鐵路信號(hào)燈，交通警示/標(biāo)志燈，路燈，高空障礙燈

7、，高速公路/鐵路無限電話亭，無人值班室供電等。3）通訊/通信領(lǐng)域：太陽能無人值守微波中繼站，光纜維護(hù)站，廣播/通信/尋呼電源系統(tǒng)，農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)，小型通信機(jī)，士兵GPS電等。4）石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫(kù)閘門陰極保護(hù)太陽能電源系統(tǒng)，石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源，海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備，氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。5）家庭燈具電源：如庭院燈，路燈，手提燈，野營(yíng)燈，登山燈，垂釣燈，黑光燈，割膠燈，節(jié)能燈等。（6）光伏電站：10K50000KW蟲立光伏發(fā)電站，風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站，各種大型停車場(chǎng)充電站等。7）太陽能建筑：將太陽能發(fā)電站與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來的一大發(fā)展方向

8、。8）其他領(lǐng)域：配套的太陽能汽車/電動(dòng)車，電池充電設(shè)備，汽車空調(diào)，換氣扇，冷冰箱等；太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；海水淡化設(shè)備供電；衛(wèi)星，航天器，空間太陽能電站等。10-12總結(jié)在一系列可再生能源中，風(fēng)能，水能，生物質(zhì)能等都要受到地域，原料的影響，發(fā)展空間有限。核能是最危險(xiǎn)的，沒人有愿意生活在一顆原子彈邊上。太陽能則沒有地域的限制，陽光普照大地，處處皆有，可直接開發(fā)利用。而且多余的能量不會(huì)浪費(fèi)，可以用儲(chǔ)存在蓄電池中，當(dāng)日照不足時(shí)也可以產(chǎn)生足夠的電能，不會(huì)影響正常的供電。太陽能光伏技術(shù)有其他能源不能比擬的優(yōu)勢(shì)，但是它的缺點(diǎn)也很明顯：就是它的分散性和不穩(wěn)定性。所以在有限的地方提高太陽能光伏的

9、轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本才是今后發(fā)展光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要方向。參考文獻(xiàn)王俠發(fā)展可再生能源M山東：山東人民出版社，2008，10.劉鳳君現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用M北京：電子工業(yè)出版社，2006，09.3汪令祥.光伏發(fā)電用DC/DC變換器白研究D.合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2006.4楊海柱,金新民.最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究J北方交通大學(xué)學(xué)報(bào),2004.（02）:65-68.5陳道煉.DC-AC逆變技術(shù)及其應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003,11.王兆安，黃俊等電力電子技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009，6.王志娟太陽能光伏技術(shù)M杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2009，9.王長(zhǎng)貴，王斯成等太陽能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009，10.AntonioLuque,StevenHegeduHandbookofPVScienceandEngineeringMAmerican：Wiley，2003，