光伏发电系统性能优化设计

【摘要】：随着经济的发展和社会的进步,世界对能源的需求日益增长,可开采化石能源逐年减少,二者之间的矛盾迫使我们不断的开发和利用新能源。太阳能的利用是解决世界经济和能源问题的有效途径之一。太阳能发电逐年受到越来越多的关注和重视。而太阳能光伏发电技术以其结构简单、安装方便、控制灵活等优点,受到人们的青睐。生产成本高、转化效率低是目前制约我国光伏事业发展的重要阻力,本文从降低土地成本和提高转化效率两个方面对太阳能光伏发电系统进行研究和探索,主要工作如下：(1)太阳能光伏发电系统双轴跟踪技术。基于太阳的运动规律研究太阳的运动特点计算轨迹,并设计一套对太阳的高度角和方位角进行实时跟踪的双轴跟踪控制方案。(2)准双轴跟踪技术。为了减少光伏阵列在跟踪过程中的耗能,寻求跟踪控制更加方便的方案,设计了高度角最佳安装、方位角实时跟踪的准双轴跟踪控制方案。(3)光伏发电系统中光伏电池阵列布局。根据光伏系统的不同跟踪方式,设计出相应的光伏阵列排布方式,达到光伏阵列互不遮挡、合理利用土地的目的。(4)光伏阵列性能优化的实施方案总体设计。通过对光伏发电系统中控制、防雷、清洗等其他问题的优化,提高光伏系统的合理性。本文提出的光伏发电系统可以有效地提高光伏电池阵列对太阳光的转换效率,合理的光伏阵列布局可以更好的提高土地利用率,减少在生产过程中的成本,为光伏发电系统的建设提供了良好的依据。 【关键词】：光伏发电系统 双轴跟踪 准双轴跟踪 阵列排布
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 国内外能源现状7-9
• 1.1.1 国际能源现状7-9
• 1.1.2 国内能源现状9
• 1.2 我国太阳能资源的分布及利用优势9-12
• 1.3 光伏产业的现状及发展趋势12-14
• 1.3.1 光伏产业的发展现状12-13
• 1.3.2 光伏产业的发展趋势13-14
• 1.4 光伏发电系统的工作原理14-15
• 1.5 论文选题及研究内容15-17
• 第2章 光伏发电系统双轴跟踪控制技术17-29
• 2.1 太阳能光伏发电中余弦效率问题17-18
• 2.2 太阳运动轨迹的计算18-21
• 2.2.1 太阳角度的定义18-20
• 2.2.2 太阳运动轨迹的计算20-21
• 2.3 光伏系统双轴跟踪控制方案21-28
• 2.3.1 光伏电池阵列双轴跟踪运动轨迹21-23
• 2.3.2 双轴跟踪闭环微调整设计23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 光伏发电系统准双轴跟踪技术29-38
• 3.1 准双轴的设计意义29-30
• 3.2 准双轴系统最佳安装角度的设计30-35
• 3.2.1 准双轴跟踪控制方式的介绍30-31
• 3.2.2 准双轴跟踪方式下最佳安装角度31-35
• 3.3 新型准双轴安装支架的设计35-37
• 3.3.1 传统光伏安装支架35-36
• 3.3.2 新型准双轴安装支架36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 光伏电池阵列优化布局设计38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 光伏电池阵列间距的计算38-43
• 4.2.1 光伏阵列间距计算过程中时标介绍38-40
• 4.2.2 两排光伏电池阵列的排布40-43
• 4.3 斜坡式光伏阵列间距43-44
• 4.4 计算实例44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 光伏发电系统性能优化的总体方案设计46-53
• 5.1 控制系统的优化设计46-48
• 5.1.1 控制系统的工作原理46-47
• 5.1.2 控制系统的优化设计47-48
• 5.2 其他问题的设计48-50
• 5.3 清洗问题的设计50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 总结与展望53-55
• 6.1 本文总结53-54
• 6.2 研究展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58

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