基于PVsyst光伏双动力屋顶排气风机光伏系统的优化研究

【摘要】：随着世界经济持续高速的发展，能源的需求也不断增高，能源短缺和生态环境恶化成为人类生存一个严峻的问题，世界各国都在积极发展洁净能源，加快能源结构调整的步伐。太阳能光伏发电作为一种新型能源凭借其分布广、资源丰富、永不枯竭等优势越来越受到人们的关注。目前光伏发电一般都是兆瓦级的大型发电站，并网型光伏发电应用于独立商业建筑、住宅的比较少。其次，在实际工程安装设计中关于光伏组件的最佳倾角、最佳间距的概念模糊，过份依赖工程经验，没有理论支持。并且在实际设计中缺乏应用软件对设计进行模拟分本课题就是在这种背景下提出的。 本文以西安理工大学家属院1#家属楼为目标设计光伏双动力屋顶排气风机，并以此为设计研究改进对象。论文通过查阅气象资料绘制了西安市全年各月水平面总辐射量、散射辐射量、直接辐射量的曲线图。介绍了光伏电池的发电原理及输出特性，并模拟出光伏电池在不同工作温度、不同光照强度下的输出特性曲线、转换效率曲线，提出提高光伏电池转换效率的方法。在此基础上，运用Klien和Theilacker提出的计算倾斜面上月平均太阳福射量的方法，将倾角分组计算，得出倾斜面总辐射量随倾角增大的变化趋势，继而得出能够使倾斜面全年接收辐射量最大的最佳倾角。并运用PVsyst软件对最佳倾角下的总辐射量、发电量进行模拟验证。在最佳倾角、最佳间距理论的支持下，对西安理工大学进行实例设计，并应用软件对设计进行模拟，对模拟结果进行全年损耗分析、全年标准化产能分析、方阵日均输入/输出分析、以及光伏组件每日发电量分析，提出改进方法。最后，对整个工程进行工程经济计算，估算出25年的发电量，计算出回收年限，并对此项光伏发电工程对环境的影响作出环境影响评价。 【关键词】：光伏发电 转换效率 PVsyst 最佳倾角 产能分析 回收年限
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景和意义9-12
• 1.1.1 研究背景9-12
• 1.2 光伏发电国内外发展现状12-13
• 1.2.1 光伏发电国外发展现状12
• 1.2.2 光伏发电国内发展现状12-13
• 1.3 我国的太阳能资源状况13-15
• 1.4 西安地区的太阳能资源状况15-16
• 1.5 本论文的主要工作内容16-18
• 2 光伏发电系统原理及输出特性18-25
• 2.1 光伏发电原理18-19
• 2.2 光伏电池的材料分类19
• 2.3 光伏电池的等效电路19-21
• 2.4 光伏电池的输出特性21-23
• 2.4.1 光伏电池 P-V 曲线21
• 2.4.2 光伏电池 I-V 曲线21-22
• 2.4.3 光伏电输出特性与转换效率曲线22-23
• 2.5 提高光伏电池的转换效率23-25
• 3 光伏发电最佳倾角理论验证25-33
• 3.1 最佳倾角的研究理论25-26
• 3.2 并网型最佳倾角的计算模型26-29
• 3.3 并网型最佳倾角的计算29-30
• 3.4 PVsyst 最佳倾角的验证30-33
• 4 光伏方阵最佳间距及阴影模拟33-38
• 4.1 光伏方阵的阴影33
• 4.2 光伏方阵的合理间距的确定依据33-36
• 4.2.1 计算依据34-35
• 4.2.2 三维模拟35-36
• 4.3 实例确定36-38
• 5 西安理工大学并网光伏发电设计实例38-54
• 5.1 项目概况及气象参数38
• 5.1.1 项目概况38
• 5.1.2 西安气象计算参数38
• 5.2 系统方案简介及选择38-40
• 5.3 设计计算和设备选型40-46
• 5.3.1 系统负载功率的计算40
• 5.3.2 光伏组件的选择计算40-41
• 5.3.3 光伏组件的选择计算41-42
• 5.3.4 智能汇流箱42-43
• 5.3.5 光伏并网逆变器43-44
• 5.3.6 光伏并网要求44
• 5.3.7 安全及防护44-45
• 5.3.8 计量仪表45-46
• 5.4 电量的估算46-47
• 5.5 PVsyst 软件模拟仿真47-48
• 5.5.1 倾角和方位角的选择47-48
• 5.6 Pvsyst 模拟结果分析48-54
• 5.6.1 全年损耗分析48-50
• 5.6.2 标准化产能分析50-52
• 5.6.3 光伏组件每日发电量52
• 5.6.4 方阵日均输入/输出能量52-54
• 6 工程经济分析54-57
• 6.1 光伏发电系统效率54
• 6.2 衰减率预测54
• 6.3 25 年发电量估算54-55
• 6.4 环境影响评价55-56
• 6.5 投资经济概算56-57
• 7 结论与展望57-59
• 7.1 结论57-58
• 7.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-61

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能光伏发电技术在建筑中的应用    郑文英;周威;

光伏并网发电系统孤岛检测技术    郭小强;赵清林;邬伟扬;

太阳能光伏发电技术现状及其发展    赵晶;赵争鸣;周德佳;

逆变器——优化光伏发电的装置    刘向阳;

多晶硅光伏组件功率衰减的原因分析以及优化措施    吴翠姑;于波;韩帅;何永红;

建设战略能源基地 保障国家能源安全——关于统一规划开发呼包银榆鄂能源密集区    段连敖

无人值守太阳能电池方阵最佳倾角的设计    王晓村

太阳能电站日照时数推算    马淑红,熊建国,杨新才,张玲

中国太阳能资源利用区划    王炳忠

固定式光伏方阵最佳倾角的分析    杨金焕

陕西黄土高原近50年日照时数的变化    高蓓;范建忠;李化龙;董金芳;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

国内外光伏发电站环境影响评价方法简析    朱林;吴菲;李健;

基于方位检测的光伏双轴跟踪控制装置设计    陈征;白连平;

太阳能电池板双轴跟踪能量增效的研究    马慧慧;白连平;

电力电子行业在新能源建设中迎来新的发展机遇    何平;庄小奕;

光伏并网发电系统中的孤岛检测    郑文英;王国强;

最佳限度地实现太阳能光伏发电并网系统探索    陆建国;汤士敏;

智能型双轴太阳跟踪控制系统的设计    刘京诚;任松林;李敏;罗勇;杨庆峰;

青藏高原年日照时数的年代际变化趋势    华维;范广洲;陈权亮;周定文;

关于大理州可再生能源与电网和谐发展的思考    宋春;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

基于SVPWM的优化Z源逆变器控制方法研究    马文忠;张红梅;张伟;李耀荣;王志;吴海波;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

光伏技术专业电力电子技术课程探究    张洪宝;

一种用于光伏系统的改进型最大功率点跟踪方法    胡希文;张建文;王刚;卓自明;

太阳能光伏发电风险评价    李伟;李世超;王丹;

近40年来中国太阳辐射区域特征的初步研究    文小航;王式功;杨德保;樊文雁;

太阳总辐射与云和能见度的相关分析研究    文小航;吕世华;尚可政;

石河子地区近49年日照时数变化特征    郭金强;王肖娟;赵俊荣;魏勇;朱蓉慧;安冬亮;危常州;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

基于微电网运行的光伏逆变电源若干关键技术研究    陈卫民

微电网潮流分析与柔性控制技术研究    段玉兵

华北型（双层充气）连栋塑料温室光环境数值模型研究    潘强

户用光伏建筑一体化发电系统及太阳能半导体照明技术研究    陈维

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

户用光伏系统设计与实验研究    谈金军

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

单相光伏并网发电系统关键技术的研究    张海钰

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

光伏并网发电控制系统的仿真研究    王卫星

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

户用光伏发电系统控制策略的研究    董博

并网光伏发电系统的暂态稳定性研究    刘东冉

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

太阳能电池的新进展    黄宝圣

太阳能光伏发电综述    李春鹏;张廷元;周封;

太阳能光伏发电技术发展状况与趋势分析    高虎;李俊峰;许洪华;

太阳能电池研究的新进展    倪萌,M K Leung,K Sumathy

太阳能发电系统的最佳化设计    杨金焕,葛亮,陈中华,汪征浤

我国不同概率风压的计算    朱瑞兆

太阳能光伏并网发电系统    林勇;

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

太阳能光伏发电技术(9) 光伏系统的维护与检修    马胜红;陆虎俞;

非对称聚光跟踪光伏系统产业化优势    李杰吾;

建筑光伏系统的设计、工程管理与维护    王东;

太阳光伏系统设计浅析    张德科;宁芙;

某职工宿舍屋顶光伏系统的设计方案研究    李光明;刘祖明;何京鸿;赵恒利;

光伏系统分布式功率的优化    王坤;施火泉;

美国拟开发即插即用式光伏系统推进分布式太阳能应用    本刊编辑部;

史立山:应重点支持建设分布式光伏系统    史立山;

多晶硅-光伏系统碳排放环节分析    刘臣辉;詹晓燕;范海燕;吕信红;

基于Matlab/Simulink的光伏系统仿真研究    高俊营;龚信华;王飞龙;董博;常迪;

光伏系统应用中的若干误区    杨金焕;陈中华;

并网光伏系统对配电网的影响及安全生产管理对策    张月超;梁冰;

光子晶体热辐射器应用于热光伏系统中的研究进展    杜盼盼;许静;李宇杰;陈金宏;

光伏系统用中小功率逆变电源的现状与展望    杨宏;王鹤;

广州地区倾角对光伏系统性能影响实验研究    陈维;沈辉;王宁;施晓丹;杨振宝;

聚光跟踪常规单晶光伏系统的产业化趋势    李杰吾;

并网光伏发电系统孤岛现象的混沌检测方法    李波涛;李鹏;张宏滨;王志强;马梦朝;

应用于光伏系统之直流／直流模组化转换器研制    陈建富;梁从主;赵兴国;

太阳能供电器推广应用中的几个问题初探    徐晓晨;马影辉;邵广义;

太阳能供电器推广应用中的几个问题初探    徐晓晨;马影辉;邵广义;

大力推广光伏产业的实用工程    记者 李志强

中环光伏在宁打造光伏系统集成基地    记者 张希　通讯员 王静

光伏系统是租赁还是购买    见习记者 徐瑶

欧洲政策调整助推中小光伏成主流    本报记者 李永强

中小光伏渐成新宠    本报记者 李桂琴

中国大力发展光伏系统发电    秦京午

开发光伏系统市场前景广阔    中信集团武汉市建筑设计院 李蔚

山东省博物馆光伏系统并网发电    赵国陆

分布式光伏应用安全隐患不容忽视    国网能源研究院 孙李平

国家光伏研究中心产业化基地落户广东    

基于Z源网络的三端口光伏系统研究    高志强

并网型户用光伏系统的孤岛检测技术研究    刘芙蓉

太阳能热光伏系统机理与实验研究    陈雪

热光伏系统数值模拟及其光谱控制方法研究    茆磊

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

热光伏系统的实验和理论研究    吴玺

并网光伏系统中混沌现象的研究    陈浩

混合光伏系统的数字化控制方案设计及实现    于冰

北京地区光伏系统发电功率预测的研究    张勃

光伏系统实验平台及控制策略的研究与实现    谢伟

光伏系统的数据仿真和管理    孙宁励

光伏系统并网管理应用项目研究    杨晓红

稀土辐射器热光伏系统余热发电研究    庞志伟

多逆变器光伏系统的优化控制策略研究    王飞

基于直流微网的光伏系统研究    孙濛濛

建筑模块化光伏系统及其控制策略    周毓颖