毕业论文-1KW小型家庭分布式并网光伏发电系统的优化设计.doc

简介：
本论文针对1KW的小型家庭分布式并网光伏发电系统进行深入研究与优化设计，旨在提高其发电效率和经济性。通过技术分析和实验验证，提出了一系列改进措施和实施方案。 ### 摘要 在全球经济迅速发展的背景下，人类的物质生活水平得到了显著提高，但同时也面临着能源枯竭与生态环境恶化的严峻挑战。因此，寻找新的可再生能源显得尤为迫切。目前新能源主要有太阳能和燃料电池两种形式，其中太阳能因其资源丰富、清洁安全等特点成为理想的绿色能源选择之一。光伏并网发电是利用太阳能的主要方式之一。本段落主要围绕以下方面进行了研究：1.光伏发电的研究背景及应用现状；2.基于地区气象数据使用PVSYST软件仿真设计了一套1KW小型家庭分布式并网光伏发电系统；3.针对该设计方案中存在的问题提出了相应的改进方法和措施。 ### 关键词 太阳能电池，光伏发电，并网系统 ## 1 绪论 ### 1.1 太阳能与光伏发电 #### 1.1.1 太阳能应用的研究背景 能源是现代社会不断进步和发展的重要驱动力，也是经济文化活动的主要支撑力量。纵观历史发展过程中的各个阶段，人类始终在探索自然界以寻求适应生存与发展所需的各类能源资源，并且这些能源的利用水平也直接反映了人类文明的发展进程。在过去很长一段时间内，煤炭、石油和天然气等不可再生的传统化石燃料构成了主要的能量来源结构体系；然而随着全球经济快速发展以及对传统化石能源日益增长的需求量增加，导致这类非可再生能源储量逐渐减少甚至面临枯竭的风险。 此外，在环境层面考虑大量开采与利用这些传统的化石原料也会给地球生态环境带来严重的负面影响。例如每天全球范围内因燃烧化石燃料而产生的温室气体排放量约为1亿吨左右；其中二氧化碳作为主要成分之一会加剧大气层中的温室效应现象，进而对人类生存条件造成威胁。据预测至2050年全球平均气温可能上升约3.4摄氏度，并且到本世纪末（即2100年前后）温度变化幅度甚至有可能达到惊人的13.5°C之多。 因此，在当前形势下寻找和开发新型清洁能源及可再生资源成为了实现人类社会可持续发展的必要措施之一。而太阳能由于其安全环保无污染、储量丰富且具有可再生性等优点，逐渐受到了世界各国的广泛关注。根据气象资料统计显示太阳辐射到地球表面的能量大约以每秒50万兆瓦的速度进行；如果仅仅考虑其中到达地表的1%左右用于发电转换效率为5%，那么每年可以产生约5.6×10^12千瓦时电量，相当于目前全球能源消耗量的40倍。由此可见太阳能利用潜力巨大且发展前景广阔。 #### 1.1.2 太阳能的主要形式及其光伏发电的优点 从技术应用角度来看，太阳光能量转换主要分为两大类：一类是通过热媒介进行间接转化的方式（即所谓的“热发电”），首先将阳光转化为热量再进一步转变成电；另一类则是直接利用光电效应实现太阳能向电力的转换过程无需任何中间介质参与介入，这种形式被称为“光发电”。而其中光伏发电就是典型的代表之一。 随着全球能源问题日益突出和尖锐化趋势显现出来之后，基于太阳电池技术发展的光伏产业逐渐展现出了诸多优势特点。例如在近几十年来该领域内技术研发工作不断取得突破性进展、制造成本持续下降以及转换效率得到显著提高等有利因素共同作用下使得光伏发电系统获得了广泛的应用推广机会，并且市场前景十分广阔。