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。江南体育在线直播观看 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

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