光伏发电系统综合能效提升的研究与实现

发布时间：2022-12-05 21:03

　　随着全球经济与社会的迅速发展,全球对各种能源的消耗也越来越多,但当今最主流的化石能源的储量却越来越少,趋近枯竭。虽然太阳能这种可再生能源可循环、无污染、分布广泛、适合开发,但是对其使用的相关技术却始终不太成熟。在发电的过程中,存在着许多的不足与缺陷,例如太阳能电池板转换效率低、发电效率低、发电过程中会产生多余的热量影响太阳能电池板的使用寿命等等。而现如今最大的不足即其发电效率低,综合能效低。当今世界很多的学者专家正在努力地进行相关的研究与实验,以此来提升其综合能效。为提升光伏发电系统的综合能效,本文提出了一套搭载增效装置的光伏光热系统,通过提升发电效率、热能再利用和延长太阳能电池板使用寿命三部分来提升光伏发电的综合能效。这套搭载增效装置的光伏光热系统分为硬件和软件两部分。硬件部分有发电及热能再利用模块、测量模块、温度模拟量采集模块三个部件模块。发电及热能再利用模块是由搭载增效装置的太阳能电池板和逆变器组成,这块搭载增效装置的太阳能电池板的标准与另外一套做对比的传统光伏发电系统中的太阳能电池板相同,届时将两块光伏板在相同环境下运行,形成对比,而逆变器将两块光伏板发的电逆变之后全部并入电网... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 中国乃至于世界均面临能源危机
        1.1.2 太阳能是可直接利用的可再生的清洁能源之一
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外光伏发电的状况
    1.3 课题研究内容与结构安排
    1.4 本章小结
2 相关技术支持
    2.1 MODBUS通信协议简介及通信设计
        2.1.1 Modbus通信原理
        2.1.2 Modbus的传输方式
        2.1.3 两种常见的Modbus传输方式
        2.1.4 Modbus通信设计
    2.2 RS485总线通信技术
        2.2.1 RS485介绍
        2.2.2 RS485通信接口电路
        2.2.3 RS485总线组网方式
    2.3 最大功率点跟踪MPPT
        2.3.1 恒定电压法
        2.3.2 扰动观察法
        2.3.3 电导增量法
        2.3.4 最优梯度法
    2.4 本章小结
3 光伏电池的介绍及其发电效率分析
    3.1 光伏发电的工作原理及分类
        3.1.1 光伏电池的工作原理
        3.1.2 光伏电池的分类
    3.2 光伏电池的输出特性分析
        3.2.1 光伏电池的等效电路
        3.2.2 太阳能电池的仿真模型及输出特性
        3.2.3 影响太阳能电池输出特性的因素
    3.3 提高太阳能发电效率的四种有效方法
        3.3.1 提高光伏板有效接收面积
        3.3.2 最大功率点跟踪（MPPT）技术
        3.3.3 提高太阳能电池的光电转换效率
        3.3.4 光伏板降温提升发电效率
    3.4 传统光伏发电系统的组成及分类
        3.4.1 传统光伏发电系统的组成
        3.4.2 传统光伏发电系统的分类
    3.5 光伏能效提升——热能再利用
    3.6 本章小结
4 搭载增效装置的光伏光热系统的系统架构
    4.1 系统架构
        4.1.1 光电系统
        4.1.2 光热系统
        4.1.3 搭载增效装置的光伏光热系统架构
    4.2 系统硬件
        4.2.1 太阳能电池板
        4.2.2 逆变器
        4.2.3 电测表
        4.2.4 卤素灯
        4.2.5 光照温湿度变送器
        4.2.6 红外热成像仪
        4.2.7 温度模拟量采集模块
    4.3 系统软件
    4.4 提升光伏发电系统能效的方式
    4.5 本章小结
5 搭载增效装置的光伏光热系统能效提升的实现及测试
    5.1 搭载增效装置的光伏光热系统的实物搭建及工作过程
        5.1.1 搭载增效装置的光伏光热系统的实物搭建
        5.1.2 相关公式介绍
        5.1.3 搭载增效装置的光伏光热系统的工作过程
    5.2 实验室环境的测试
        5.2.1 外循环冷却方式
        5.2.2 内循环冷却方式
    5.3 室外环境的调试
        5.3.1 以青岛为调试地点的数据分析
        5.3.2 以泰国为调试地点的数据分析
    5.4 提升光伏发电系统能效的总结
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]PV/T太阳能热泵系统的性能研究[J]. 裴刚,季杰,何伟,孙炜.  中国工程科学. 2006(09)
[2]PV／T电、热联产系统在理想条件下的性能简化分析[J]. 葛新石,叶宏.  太阳能学报. 2006(01)
[3]光伏/光热（PVT）系统概况与评价[J]. 王宝群,姚强,宋蔷,卢智恒.  太阳能学报. 2009(02)
[4]太阳电池及光伏热（PV/T）结构的实验研究[J]. 赵军,秦娜,段征强.  太阳能学报. 2009(03)
[5]考虑阴影影响的光伏电池组件实验研究[J]. 张利,钟云,张建成.  太阳能. 2008(05)
[6]光伏电池覆盖率和玻璃盖板对光伏太阳能热泵系统综合性能的影响[J]. 何汉峰,季杰,裴刚,何伟,刘可亮.  中国科学技术大学学报. 2009(01)
[7]中国陆地太阳能资源开发潜力区域分析[J]. 李柯,何凡能.  地理科学进展. 2010(09)
[8]基于蒙特卡罗模拟的含微网配电网可靠性评估[J]. 梁惠施,程林,刘思革.  电网技术. 2011(10)
[9]基于PSCAD/EMTDC的三相光伏并网发电系统仿真研究[J]. 姚致清,张茜,刘喜梅.  电力系统保护与控制. 2010(17)
[10]邯郸地区温度和灰尘对独立太阳能光伏发电系统的影响[J]. 侯佳松,王侃宏,石钰杨,戚高启,胡翠华,白华夏,刘少亮.  节能. 2011(10)

硕士论文
[1]30MWp光伏并网发电系统的设计[D]. 姚静.宁夏大学 2014
[2]光伏发电系统MPPT的优化研究[D]. 李延雄.沈阳理工大学 2014
[3]太阳能光伏发电系统效率优化方法研究[D]. 谭港.青岛科技大学 2013
[4]太阳能光伏发电逆变控制器研究[D]. 李连玉.北京化工大学 2012
[5]积灰对光伏发电工程的影响研究[D]. 居发礼.重庆大学 2010
[6]煤炭消费与经济增长的关系研究[D]. 茹海燕.西北大学 2010



本文编号：3710345