大学毕业论文设计 10kw小型光伏发电系统设计.pdf

大学毕业论文设计10kw小型光伏发电系统设计
毕业设计
10kw小型光伏发电系统设计

课题：

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

1
大学毕业论文设计10kw小型光伏发电系统设计

摘要：本文对10KW太阳能并网发电系统进行了研究和设计，整个设计包括了

电池组件及其支架、逆变器、配电室、系统的防雷保护等各个部分的设计和孤岛
效应的检查和防护，并且对系统的安装、调试、验收做了具体的安排。这套系统
具有转换效率高、供电稳定可靠、安装方便、勿需维护等特点。对于常规电的一
种补充和替代，这种环保的新能源会得到越来越广泛的应用。太阳能并网发电是
太阳能电源的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。现在，大
规模利用太阳能并网发电在许多发达国家已经成为现实。

关键字：太阳能、并网发电，逆变器、转换效率,孤岛效应

一、绪论

在人类文明的历史长河中，人类不断地从自然界索取、探求适合生存和发
展所需的各种能源，能源的利用水平折射出人类文明的进步步伐。从原始社会开
始，由地球在长达50万年的历史中积累下来的化石矿物能源，即常规能源(煤、
石油、天然气等)一直是人类所用能源的基础。但是常规能源的储量正随着人类
文明的高度发展而迅速枯竭。从资源的角度看，地球的矿物能源储量是有限的，
按目前消耗的速度计，石油还可供开采40年左右，天然气约60年，煤可望达
200年。全球能源消耗的年增长率约为2%，近35年来世界能源消费量已经翻了
一番。人们预计，到2025年全球能源消耗还将再增加一倍。这些都提醒人们注
意到必须开发新的能源。
常规能源的大量利用对人类生存环境也有着日趋严重的破坏作用。到20
世纪末人们开始意识到：由于每年燃烧常规能源所产生的CO排放量约210亿吨
2
左右，已经使地球严重污染，而且目前CO的年排放量还在呈上升趋势。CO造成
22
了地球的温室效应，使全球气候变暖。经过较为准确的推算，如果全球变暖1.5～
4.5℃,最严重的后果是海平面将上升25～145cm，沿海低洼地区将被淹没，这将
严重影响到许多国家的经济、社会和政治结构。此外，大量燃烧矿物燃料，会在

2
大学毕业论文设计10kw小型光伏发电系统设计

大范围内形成酸雨，将严重损害森林和农田，目前全球已有数以千计的湖泊酸性
度不断提高，并已接近鱼类无法生存的地步；酸雨还损坏石造建筑、破坏古迹、
腐蚀金属结构，甚至进入饮用水源，释放出潜在的毒性金属（如镉、铅、汞、锌、
铜等），威胁人类健康。因此，人类文明的高度发展与生存环境的极度恶化，形
成了强烈的反差。
针对以上情况开发和使用新能源(可再生能源和无污染绿色能源)已是人类
目前迫切需要解决的重要问题。虽然目前人类可利用的新能源，如太阳能、风能、
地热能、水能、海洋能等能源形式都是可以满足要求的。但从能源的稳定性、可
持久性、数量、设备成本、利用条件等诸多因素考虑，太阳能将成为最为理想的
可再生能源和无污染能源。
我国研制太阳能电池始于一九五八年，中国的光伏技术经过四十年的努力，
已具有一定的水平和基础。过去我国边远地区的光伏发电市场主要由国家投资项
目和多边援助项目支撑。90年代以来，随着边远地区经济发展和农牧民收入水
平的提高，边远地区的光伏发电市场也开始向商业化发展。根据世界银行/全球
环境基金可再生能源商业化项目准备研究过程中的资料显示，我国西部地区经营
太阳能光伏发电系统的各类公司和团体由80年代的不足10家，发展到1997年
底的50多家，其中大多数公司以商业化赢利为目的。这从侧面表明，我国的光
伏发电技术已经具有了一定的市场潜力和市场吸引力。
光伏电池发电有离网(独立电站)和并网(市电并网电站)两种工作方式。过
去，由于太阳电池的生产成本居高不下，所以光伏电池多用于工业部门（邮电、
电力、石油、铁路等）和偏远无电地区的中小功率离网用户。随着光伏产品成本
的降低和农牧民收入水平的提高，太阳能光伏市场近年来发生了很大变化，开始
向较大功率的交流系统和村庄供电系统发展；并且逐步向并网发电以及和建筑相
结合(屋顶发电系统)的常规发电方向发展，开始由补充能源向替代能源过渡。太
阳能光伏电源的应用领域十分广阔，从数十瓦的户用照明系统到电信、电力、铁
路、石油、部队等部门通讯设备数千瓦的备用电源系统，甚至在西藏阿里、安多
等地区还建成几个数十千瓦的集中型太阳能光伏电站。
随着我国光伏事业的高速发展和应用领域的拓宽，从事太阳能光伏电源
系统集成设计和安装的技术人员不断增加。由于太阳能光伏电源技术属于跨多学

3
大学毕业论文设计10kw小型光伏发电系统设计

科的新兴学科，它涉及到气象、光学、半导体、电力、电子、计算机和机械等多
种学科