太阳能光伏电源论文_设计
毕业设计论文：太阳能并网光伏发电系统
南昌航空大学题目太阳能并网光伏发电系统专业光伏材料及应用学生姓名准考证号指导教师光伏发电并网控制技术设计摘要随着化石能源消耗的不断增长，世界性的能源危机和环境问题已经日益突出。
在绿色可再生能源中，太阳能凭借其存储量无限、清洁安全以及易于获取等独特优点而受到了世界各国科研领域的普遍关注，太阳能光伏发电技术的应用更是普遍关注的焦点。
所以，迫切需要对新的能源进行开发和研究。
而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高，应用较广泛的能源，尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。
本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。
论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。
其次，对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析，并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。
接着，对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。
再次，提出光伏并网发电系统的设计方案。
最后，对光伏并网发电系统的硬件进行设计。
并网光伏发电充分发挥了新能源的优势，可以缓解能源紧张问题，是太阳能规模化发展的必然方向。
我国政府高度重视光伏并网发电，并逐步推广＂屋顶计划＂，太阳能并网发电正在由补充能源向新能源方向迈进。
关键词：能源；太阳能；光伏并网；逆变器目录第一章太阳能光伏产业绪论 (1)1.1 光伏发电的意义 (1)1.2 光伏并网发电 (1)第二章太阳能光伏发电系统 (5)2.1 太阳能光伏发电简介 (5)2.2 太阳能光伏发电系统的类别 (5)2.3 太阳能光伏发电系统的发电方式 (6)2.4 影响太阳能光伏发电的主要因素 (7)第三章并网太阳能光伏发电系统组成 (10)3.1 并网光伏系统的组成和原理 (10)3.2 光伏电池的分类及主要参数 (11)3.3 光伏控制器性能及技术参数 (13)3.4 光伏逆变器性能及技术参数 (15)第四章发展与展望.............................................................................................. 错误!未定义书签。
太阳能光伏发电毕业论文46289【范本模板】
第一章绪论能源是现代社会存在和发展的基石.随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。
随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。
在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分.太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。
太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。
在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节.光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。
光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。
并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式,成为电网的补充.在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。
我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3。
5倍。
我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大.我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔,可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。
我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。
太阳能光伏电站设计_毕业设计论文
太阳能光伏电站设计_毕业设计论文毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目：太阳能光伏电站设计设计说明（论文）摘要：光伏发电项目，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划；也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现；同时对推进太阳能利用及光伏电池组件产业的发展进程具有非常重大的示范意义，可充分促进硅矿、硅提炼、电池片生产、组件生产、系统集成应用整条产业链的发展，大规模带动就业，其社会政治、经济、环保等效益显著。
（1）太阳能是清洁干净、可再生的自然能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。
（2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置。
（3）光伏电池组件与建筑物完美结合。
（4）分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活。
（5）可起调峰作用。
该设计项目是利用学校区内5栋多媒体教学楼等空闲屋顶建设屋顶太阳能光电建筑项目。
依据最先进的光伏建筑一体化的技术，将太阳能发电站与建筑本身完美地结合在一起。
项目总的装机容量为650kWp（即光伏电站电池组件的峰值功率），采用的是高效的多晶硅组件电池板, 使用寿命在25年以上；项目整体系统效率在80%以上；光伏系统所发的电全部并入最近的400V变电站，并网使用（配置双向计量电表）。
该设计项目实际装机容量为645.12kWp，25年均发电量为73.7万度电，年均节约标准煤258吨，年均CO2节排778.7吨。
参考书目：1. 电池组件标准: IEC61727:2004\IEC61215\IEC617302.《建筑结构载荷规范》 GB50009-20013、《钢结构设计规范》 GB50017-20034、《建筑物防雷设计规范》 GB50057-20035、《建筑设计防火规范》 GBJ12-87（2001版）6、《建筑抗震设计规范》 GB50011-20017、《光伏系统并网技术要求》 GB/T 19939-20058、《光伏发电站接入电力系统的技术规定》 GB/Z 19964-20059、《光伏系统电网接口特性》 GB/T 20046-200610、《电压波动和闪变》 GB 12326-20011、《公共电网谐波》 GB/T 4549-1993指导教师评语答辩评语说明1、要求学生按上述格式用A4纸打印，正文原则要求宋体或楷体打印,大标题用二号,小标题用三号字,正文用小四号.不便打印的，应用正楷书写整齐。
太阳能光伏发电论文
太阳能光伏发电论文太阳能光伏发电系统的设计摘要太阳能发电作为一种典型的新能源发电方式具有可持续发展和绿色环保两大优势。
在太阳能发电的众多课题中，三相并网型光伏发电具有更高的实用价值和研究意义。
本文重点分析研究了三相并网型光伏发电系统，提出一套可行的硬件选型和电路设计方案，并最终通过MATLAB仿真验证了硬件系统设计的可行性。
首先本文依次研究了三相并网光伏发电系统的光伏阵列模块、直流变换与最大功率点跟踪控制模块、逆变并网模块，其中又涉及到光电幕墙的选用，以及直流变换电路、最大功率点跟踪算法、逆变电路及其并网方式的对比选取。
然后选定了三相并网光伏发电系统的结构方式，将各个模块选取的硬件整合，并配合外围电路和CPU控制回路的设计，完成了三相并网光伏发电系统模型的整体设计。
最后对硬件系统在MATLAB SIMULINK环境下经行仿真初探，它运用了先进空间矢量脉宽调制的技术，验证了本文设计的具体可操作性。
关键词：光伏发电系统；最大功率点跟踪；三相逆变并网；仿真The design of solar photovoltaic power generation systemAbstractAs a kind of typical generating new energy way, solar power has the sustainable development and green environmental protection two advantages. Many of the subjects in solar power, three-phase grid type photovoltaic power system has higher practical value and significance of the research. This paper focus on the study of three-phase grid type photovoltaic power system, and puts forward a feasible hardware selection and circuit design project. Finally this paper verified the feasibility of hardware system design by MATLAB simulation.Firstly this paper studied photovoltaic array module, DC transformation and the maximum power point tracking (MPPT) control module, inverter grid modules of the solar photovoltaic power generation systems in turn. It also involves the comparative selection of photoelectric curtain wall, DC transform circuit, maximum power point tracking algorithm and AC grid way. Then it selected the solar photovoltaic power generation systems structure, and integrate the select hardware derive from each module，and cooperate with peripheral circuit and CPU control circuit design completed solar photovoltaic power generation systems model overall design. Finally it did simulation for hardware system in MATLAB SIMULINK environment. I t’s used the advanced space vector pulse width modulation (SVPWM) technology that verified the specific design in this paper is maneuverability.Keywords: Photovoltaic system; MPPT; Three-phase inverter grid; Simulation目录摘要 .................................................................................................................. II Abstract ............................................................................................................ III 第一章绪论 (1)1.1 光伏发电的背景及意义 (1)1.2 国内外太阳能光伏发电应用的现状 (2)1.2.1世界太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.2.2国内太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.3 课题主要研究内容 (3)1.4 本章小结 (3)第二章光伏发电系统的概述 (4)2.1 光伏电池技术 (4)2.1.1光伏电池的发电原理 (5)2.1.2光伏电池的分类及特点 (6)2.2 光伏阵列之光电幕墙 (7)2.2.1光电幕墙特点 (8)2.2.2光电幕墙的工作原理 (8)2.2.3选用光电幕墙的优越性 (8)2.3 光伏发电系统的结构分类 (8)2.3.1基于是否带有储能装置的分类 (8)2.3.2基于是否与电力系统并网的分类 (10)2.4 光伏发电系统并网的结构方式 (12)2.4.1工频变压器绝缘方式 (12)2.4.2高频变压器绝缘方式 (12)2.4.3无变压器方式 (13)2.5 本章小结 (13)第三章DC/DC变换与MPPT控制部分 (14)3.1 最大功率点跟踪的概述 (14)3.1.1最大功率点跟踪的原理 (14)3.1.2最大功率点跟踪研究的现状 (15)3.2 最大功率点跟踪的算法 (16)3.2.1恒压跟踪法(CVT) (16)3.2.2扰动观察法(P&O) (17)3.2.3电导增量法(INC) (18)3.3 DC/DC变换器 (19)3.3.1降压式变换器(Buck Converter) (20)3.3.2升压式变换器(Boost Converter) (20)3.3.3升降压式变换器(Buck-Boost Converter) (22)3.3.4库克式变换器(Cuk Converter ) (22)3.4 DC/DC变换器与MPPT的适用 (23)3.4.1适用于光伏MPPT的DC/DC变换器 (23)3.4.2 MPPT在DC/DC变换器中功能的实现 (23)3.5 本章小结 (25)第四章三相并网光伏发电系统的逆变部分 (26)4.1 光伏并网逆变器的基本构成 (26)4.2 光伏并网逆变器的分类 (27)4.2.1 三相半桥式逆变器 (28)4.2.2 三相全桥式逆变器 (29)4.2.3 组合式逆变器的电路 (29)4.3 光伏并网逆变器并网的控制策略 (30)4.3.1电流滞环比较方式 (30)4.3.2定时比较方式 (32)4.3.3三角波比较方式 (33)4.3.4无差拍控制方式 (33)4.4 本章小结 (36)第五章三相并网光伏发电系统的硬件设计 (37)5.1 三相并网光伏发电系统的主电路设计 (37)5.1.1三相并网光伏发电系统主电路结构 (37)5.1.2三相并网光伏发电系统的调度方式 (38)5.2 三相并网光伏发电系统的主要参数设计 (38)5.3 三相并网光伏发电系统的逆变电路设计 (39)5.3.1 DC/DC电路设计 (39)5.3.2 DC/AC电路设计 (39)5.4 三相并网光伏发电系统的逆变外围电路设计 (40)5.4.1控制电源的选择 (40)5.4.2信号检测电路 (41)5.4.3驱动和保护电路 (41)5.5 三相并网光伏发电系统的CPU控制回路设计 (42)5.5.1 TMS320LF2407控制芯片简介 (42)5.5.2选用TMS320LF2407芯片的原因 (44)5.6 三相并网光伏发电系统的整体设计 (44)5.7 本章小结 (45)第六章三相并网光伏发电系统的仿真 (47)6.1 SVPWM的原理 (47)6.2 SVPWM的算法 (48)6.3 三相并网光伏发电系统的仿真初探 (50)6.3.1 SVPWM的Simulink仿真 (50)6.3.2三相并网光伏发电系统的仿真 (52)6.3.3三相并网光伏发电系统的仿真波形 (54)6.4 本章小结 (55)结论与展望 (56)附录A (57)附录B (58)参考文献 (59)致谢 (60)第一章绪论1.1 光伏发电的背景及意义随着科学技术的不断发展，人类进入20世纪后对能源的需求也不断增长。
太阳能光伏发电技术论文
太阳能光伏发电技术论文现如今，太阳能源发电技术的产生是由于电力能源的紧缺。
下面是店铺整理的太阳能发电技术论文，希望能对大家有所帮助!太阳能发电技术论文篇一：《浅谈太阳能热发电技术》【摘要】本文作者围绕着太阳能热发电技术，分别介绍了单轴跟踪技术和双轴跟踪技术，分析了太阳能热发电技术的各种配套技术的发展趋势，最后就其应用趋势谈了一些自己的看法。
【关键词】太阳能;热发电技术;碟式系统引言太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高，温热能，然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。
经过30多年的研究和实际运行经验积累，目前太阳能热发电的技术取得了重大进展和突破，电站关键设备的成本也有较大幅度的下降。
太阳能热发电技术可以分为中高温发电和低温发电。
经过几十年的研究发展，中高温发电技术更为成熟，该技术需通过跟踪聚焦来获取所需高温，按照跟踪方式的不同又分为单轴系统和双轴系统。
1 单轴跟踪技术这一技术系统的结构特点是反射镜属于狭长型，仅绕一个轴转动跟踪，使阳光聚焦于线形吸收器上。
1.1 抛物槽式系统1984 年美国南佛罗里达州建立的第一个太阳能发电系统(SEGS)，采用单轴抛物槽式反射器，转轴按南北方向放置(夏季聚焦的偏差较大)，聚光比在19∶1 到26∶1 之间。
吸收器表面采用铬金选择性涂层和金属陶瓷涂层，而后者比前者具有更好的性能，工作温度可达391 ℃，用天然气对蒸汽进行过热。
这种太阳能-化石燃料的组合式系统较以往的发电技术具有更好的经济性，并能满足峰值负荷的需求。
但由于没有环境津贴的实质性补助，该系统由于成本高而缺乏市场竞争力。
1.2 线形菲涅尔反射器系统(LFR)这是不同于槽式系统的另一种单轴跟踪技术。
系统的吸收器固定在镜面上方的空间，反射器由许多长条形镜面组成，反射光束会聚在置于高处的长形塔式接收器上，接收器随反射器转轴平行移动。
无论就目前还是从长远来看，CLFR 和Solarmundo 都比槽式系统的发电成本低。
毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计
摘要随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素，并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分，文中分析了各部分设计重点，明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点，同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的，存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法，并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中，太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的，如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨，重点对“孤岛效应”进行了分析。
光伏发电系统的毕业论文
光伏发电系统的毕业论文光伏发电系统的毕业论文随着环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加，光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源解决方案，受到了广泛关注。
本篇毕业论文将对光伏发电系统进行深入研究，探讨其原理、技术以及应用前景。
第一部分：光伏发电系统的原理光伏发电系统的核心是太阳能电池板，它能够将太阳光直接转化为电能。
太阳能电池板由多个光伏电池组成，这些电池由半导体材料制成，当光照射到电池上时，光子会激发出电子，形成电流。
通过将多个光伏电池串联或并联，可以获得所需的电压和电流。
第二部分：光伏发电系统的技术光伏发电系统的技术包括太阳能电池板的制造、电池板的布局和组装以及电能的转换和储存等方面。
在太阳能电池板的制造过程中，需要选择合适的半导体材料，并进行切割、清洗、涂覆等工艺。
电池板的布局和组装涉及到电池板的安装角度、朝向以及防尘和防水措施等。
电能的转换和储存主要包括光伏逆变器的使用和电池组的配置。
第三部分：光伏发电系统的应用前景光伏发电系统具有广阔的应用前景。
首先，光伏发电系统可以用于家庭和商业建筑的供电，减少对传统电网的依赖，降低能源成本。
其次，光伏发电系统可以应用于偏远地区和发展中国家，解决电力供应不足的问题，改善当地居民的生活条件。
此外，光伏发电系统还可以应用于交通工具，如太阳能汽车和船只，减少对化石燃料的依赖，降低环境污染。
结论光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源解决方案，具有巨大的潜力和应用前景。
然而，光伏发电系统仍面临一些挑战，如高成本、低效率以及能源储存问题等。
因此，未来的研究应该集中在提高光伏发电系统的效率和降低成本，同时探索更好的能源储存技术。
总之，光伏发电系统是一项重要的研究领域，对于实现可持续发展和减少对化石能源的依赖具有重要意义。
通过深入研究光伏发电系统的原理、技术和应用前景，可以为相关领域的研究和应用提供有益的参考和指导。
希望本篇毕业论文能够对读者对光伏发电系统有更深入的了解，并为未来的研究提供启示。
毕设光伏发电终极论文
本科毕业设计论文题目：太阳能光伏发电光源跟踪控制系统—硬件部分院系：电子信息工程学院专业: 自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年6月太阳能光伏发电光源跟踪控制系统——硬件部分摘要太阳能是一种非常具有开发潜力的能源，世界各国都在积极开发利用太阳能。
我国太阳能的利用，在近十年发展得非常迅速，但是我国的太阳能利用技术还比较落后，且太阳能利用的局限性很大。
为了进一步扩大太阳能的利用范围，提高太阳能的利用率，本文开发了一套太阳跟踪与驱动系统，该系统能够使太阳能利用装置时刻保持与太阳光线垂直，其结构简单、成本低廉且跟踪精度高，可用于太阳灶、太阳能热水器等各种太阳能装置上，具有一定的实用价值。
设计的太阳跟踪与驱动控制系统主要由三大部分构成：传感器、控制器、机械跟踪平台。
传感器由独立的四片光电池组成，用于大范围跟踪太阳，控制器硬件以单片机STC12C5A60S2为核心，完成了控制器的硬件电路设计和制作，系统的硬件电路包括，模拟输入电路，电机驱动电路，电源电路等。
关键词:太阳跟踪，传感器，控制器，跟踪平台Solar photovoltaic energy sources tracking control system——The hardware partAbstractSolar energy is a kind of energy with great potential development,and many countries is trying to utilize it.The use of solar energy is developed very fast in our country in recent ten years.But the technology of utilizing solar energy is still relatively backward,and the application of solar energy is restricted by many factors.To widen the use of solar energy and increase the utilization of solar energy,the solar energy traking and driving system is designed in this paper.The system can guarantee that the deviceice of utilizing solar energy is vertical to sun streams,and it has simple structure, low cost and high tracking precision.The system can be used in many kinds of solar installations such as solar cooker and solar water heater,and it has certain practical value.In the paper,the designed solar tracking and drive control system are mainly composed of three major components:sensors,controllers and mechanical tracking platform.The sensor is mainly composed of four photocell which could achieve large-scale tracking the sun.STC12C5A60S2 is used as the core in the controller.Hardware circuit design and production are accomplished.The system hardware circuits are composed of analog input circuit,the motor drive circuit,power circuit and so on.Keywords:Solar tracking,sensor, controller,tracking platform中文摘要......................................................................................................... 错误！未定义书签。
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太阳能光伏电源毕业论文设计目录摘要 (1)ABSTRACT. 21 绪论 (3)2太阳能光伏电源系统的原理及组成 (4)2.1太阳能电池方阵 (4)2.1.1太阳能电池的工作原理 (5)2.1.2 太阳能电池的种类及区别 (5)2.1.3太阳能电池组件 (5)2.2 充放电控制器 (6)2.2.1充放电控制器的功能 (7)2.2.2 充放电控制器的分类 (7)2.2.3 充放电控制器的工作原理 (8)2.3蓄电池组 (9)2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求 (9)2.3.2铅酸蓄电池组的结构 (10)2.3.3铅酸蓄电池组的工作原理 (10)2.4直流-交流逆变器 (11)2.4.1逆变器的分类 (11)2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要求 (12)2.4.3逆变器的主要性能指标 (12)2.4.4逆变器的功率转换电路的比较 (14)3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素 (16)3.1太阳能光伏电源系统的设计原理 (17)3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设计 (17)3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设计 (19)3.2太阳能光伏电源系统的影响因素 (20)4 总结 (21)致...参考文献...摘要光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。
本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。
关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器Topic：The Design of Photovoltaic PowerAbstractPhotovoltaic power generation is a technology of being energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect .The key ponents of this technology is the solar cell. Solar cells in series can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together with the battery, charge and discharge controller, inverter and other ponents to form a photovoltaic device. This paper introduces the principle of solar photovoltaic power system and its ponents, a preliminary understanding of the principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the working principle of each functional module and its role in the system, the final results of theoretical studies based the use of hardware and software bination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of system factors.Keywords ：photo-voltaic effect；Solar cells；batteries; charge and dischargecontroller;inverter.绪论人类社会进入21世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。
廉价的石油时代已经结束，逐步改变能源消费结，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共识。
太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。
太阳能电池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。
尽管目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。
我国的光伏产业发展极不平衡，2007年太阳能电池的产量已经超过日本和欧洲而居世界第一，然而光伏应用市场的发展却非常缓慢，光伏累计安装量大约只占世界的1%，应用技术水平与国外相比还有相当大的差距。
光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要求和当地的气象、地理条件来决定系统的配置，由于目前光伏发电成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。
为了提高太阳能的转换效率，获取更多的有效能源，满足人类的能源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的人力与物力。
我国对太阳能光伏电源系统的研究还处于世界低等水平，产品的性能还有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战，我们应该加大对太阳能光伏系统的研究，以满足人类未来对能源的需求。
本文从理论出发，阐述了太阳能光伏电源的原理及其组成结构；结合科研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光伏电源模拟系统。
根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏电源的影响因素，合理优化了系统的配置，以提高系统的性能，最终提高了太阳能的转换效率。
2 太阳能光伏电源系统的原理及组成太阳能光伏电源系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
它由太阳能电池方阵、充电放电控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成，其系统组成如图2-1所示。
图2-1 太阳能光伏电源系统示意图2.1 太阳能电池方阵太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4㎝2到100㎝2不等。
太阳能电池单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20—25mA/㎝2，一般不能单独作为电源使用。
将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。
太阳能电池组件再经过串并组合安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率（见图2-2）。
图2-2太阳能电池单体、组件和方阵2.1.1太阳能电池的工作原理光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN结中产生一对对正负电荷，由于在PN结区域的正负电荷被分离，因而可以产生一个外电流场，电流从晶体硅片电池的低端经过负载流到电池的顶端。
这就是“光生伏打效应”。
将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池就产生了电流；太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。
光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由电子，多余的能量将使电池发热，伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。
2.1.2太阳能电池的种类及其区别目前世界上有3种已经商品化的硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池。
对于单晶硅太阳能电池，由于所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质，使单晶硅的使用成本比较昂贵。
多晶硅太阳能电池的晶体方向的无规则性，意味着正负电荷对并不能全部被PN结电场所分离，因为电荷对在晶体与晶体之间的边界上可能由于晶体的不规则而损失，所以多晶体硅太阳能电池的效率一般比单晶体硅太阳能电池低，多晶体硅太阳能电池用铸造的方法生产，所以它的成本比单晶体硅太阳能电池的低。
非晶体硅太阳能电池属于薄膜电池，造价低廉，但光电转换效率比较低，稳定性也不如晶体硅太阳能电池，目前多数用于弱光性电源，如手表、计算器等。
一般产品化单晶硅太阳能电池的光电转换效率为13%-15%；多晶硅太阳能电池的光电转换效率为11%-13%；非晶硅太阳能电池的光电转换效率为5%-8%。
2.1.3太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5V电压，远低于实际应用所需要的电压，为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池连接成组件。
太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。
一个组件上，太阳能电池的标准数量是36片，能提供大约17V电压，正好能为额定电压为12V的蓄电池进行有效的充电。
通过导线连接的太阳能电池被密封成物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雨等能力，广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。
太阳能电池组件的电气特性主要是指电流-电压输出特性，也称为V-I特性曲线，如图2-3所示。
V-I特性曲线显示了通过太阳能电池组件传送的电流Im与电压Vm在特定的太阳辐照度下的关系。
如果太阳能电池组件电路短路即V=0，此时的电流称为短路电流Isc；如果电路开路即I=0，此时的电路称为开路电压Voc。
太阳能电池组件的输出功率等于流经该组件的电流与电压的乘积，即P=V*I。
图2-3太阳能电池的电流-电压特性曲线I：电流Isc：短路电流Im：最大工作电流V：电压Voc：短路电压Vm：最大工作电压当太阳能电池组件的电压上升时，例如通过增加负载的电阻值或组件的电压从零（短路条件下）开始增加时，组件的输出功率亦从零开始增加；当电压达到一定值时，功率可达到最大，这时当阻值继续增加时，功率将越过最大点，并逐渐减少至零，即电压达到开路电压Voc。
太阳能电池的阻呈现出强烈的非线性，在组件的输出功率达到最大点，称为最大功率点，该点所对应的电压，称为最大功率点电压Vm（又称为最大工作电压）；该点所对应的电流，称为最大功率点电流Im（又称为最大工作电流）；该点的功率称为最大功率Pm。
太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳能电池的温度。
太阳的辐照度越强，输出的功率越大；太谱分布越密集，输出功率越大；太阳能电池的温度越高，开路电压越低，输出功率越低。